日军开始全线撤退。
此时，黄涛将军率第62军突然穿插，奇袭日军后方的重要据点牛脊背。
牛脊背在从化县城北约40公里处，位于翁源至从化公路上，为日军重要补给据点。
黄涛部重创日军近卫师团1个联队歼敌千余人，并将敌储存的粮秣，dàn • yào ，车辆全部焚毁。
此战使中路日军因后方补给线被截断，彻底改变了战局。
1940年1月1-8日为追击阶段。早在12月20日，日军就已决定缩小作战规模，将作战目标从韶关改为翁源、英德一线，企图尽快结束军事行动。
由于急需增援桂南会战和粤北兵力不足，再加上补给困难，安藤利吉令粤北日军于1940年1月1日，从翁源、大镇、河东之线分头南窜；向广州方向撤退。
余汉谋令第54军由官渡向青塘，白沙，石岭，从化追击；第63军在回龙，水口，梅坑间，尾击日军；第62，65军分别在沙田，吕田，良口和青塘，黄牛头，牛背脊间，截击，尾击日军。
1日起，日军在10余架飞机的掩护下，分路南撤，其中一路由白沙向水头，佛冈，从化撤退。
2-8日，国军先后收复翁源，官渡，从化，良口，派潭，永汉等地，先头部队逼近神岗，太平。日军退回广州，增城。
据日军战后记载：此役日军阵亡293人，伤1281人。
第4战区司令长官司令部记载，国军伤亡17400名。
而《民国余上将汉谋年谱》则称“毙敌军官236名，士兵9800余名。伤敌军官87员，士兵3700余名。俘敌军官4员，士兵58名。虏获敌火炮10门，炮弹800余颗。重机枪12挺，轻机枪33挺，步枪330支，子弹35000余颗。夺获敌军马80匹，伤毙敌马千余匹，及其他军用品甚多”。
双方战报都存在缩水，夸大。但第一次粤北战役的胜利，大大鼓舞了广东军民的抗战信心。也多少改变了人们对余汉谋的看法。
在会战结束，第12集团军政治部在曲江公园举行“粤北大捷战利吕展览会”，以宣传此次会战的战果，鼓舞抗战斗志。
在战役进行时，蒋介石也密切关注，并自拟对敌精神作战之发言稿：“汪逆又到粤乎，其将设立华南伪组织乎。敌果有打通粤汉路之计划与实力乎。敌由粤北攻，其必利用汪对粤军将领利诱梦想。上午批阅自读昨拟军会发言人驳斥敌方妄报之稿甚觉得意，此又一篇对敌军攻心之文，如能生效，当可制止敌军进占韶关与打通粤汉路之野心。”
及后，蒋介石称许这次战役“粤敌猛攻粤北不能达成其攻占韶关目的，其他各战区皆我处主动优势，敌不能实施打通粤汉路之计划”。
一一一一一一一一一一一一注①中共中央南方局南方工作委员会，简称南委。抗日战争时期，代表中央南方局领导华南地区工作的机关。1940年6月成立。主要职责是代表南方局对华南地区党组织实行就近领导。方方任书记，张文彬任副书记兼组织部长，涂振农任宣传部长，王涛任委员兼闽西特委书记，姚铎任秘书长。方方、张文彬、涂振农、王涛、郭潜等为委员。下辖江西、粤北、粤南省委和琼崖、湘南、潮梅、闽西、闽南特委，以及广西省工委等党组织。1942年5月，郭潜、涂振农被捕后叛变，张文彬被捕后牺牲，廖承志被捕，南方工委组织系统遭到严重破坏。12月，根据南方局决定，南方工委取消。
注②余汉谋是广东军队总指挥，吴铁城是广东省主席，曾养甫(粤语甫谱同音，无谱即无用)是广州市长。