由于美军各部被地形孤立，作为头等精锐主力的27军首先在新兴里全歼美军第7步兵师31团，20军在缺衣少食的严寒中翻越崎岖山脉，浴血苦战顶住了美军的南逃北援，也付出了巨大代价，尽管美军拥有巨大的装备优势，以顽强著称的陆战1师也不得不开始要求撤退，12月4日下午，美第10军军长阿尔蒙德在陆战1师师部听完汇报后失声痛哭，认为战局已无可挽回麦克阿瑟亲自从东京飞抵连浦，下令陆战1师从下碣隅里向兴南撤退，美军第3师、美军第7师、南朝鲜第3师和首都师也撤离到兴南。
陆战1师从包围圈中后退，从古土里到真兴里沿途只有一条狭隘公路,公路两侧制高点均为志愿军控制，美陆战一师用了77个小时，平均每前进一公里用2小时，12月11日13时，美陆战一师通过真兴里，同美军浴血奋战10余个昼夜的志愿军也耗完了最后一点力量，无力再阻止陆战一师撤退了，连续作战的27军战斗伤亡了8339人，冻伤了10588人，共减员1.9万，20军阵亡了4339人,负伤了2890人，失踪被俘764人，冻伤11200人(62人死，6262 人冻伤，几乎失去战斗力，26军也伤亡了5000人，冻伤也有万人。
整个第9兵团共伤亡19202人，冻伤28954人，其中冻死1000人，冻伤不治3000人，全兵团减员达32.1%，而且死伤比例达到l比l，伤员死亡率是正常的三倍，27军在1951年1月补充的新兵高达14817人，20军在1951年3月补充了从21军和22军抽调的5300余骨干和9600余名新兵，这些是补充因伤亡无法归队的空缺，还没算上伤愈归队的，而美军伤亡则小得多，陆战1师在整个战役中仅阵亡604人,伤重死亡114人,失踪192人，伤3508人，被虏647人，美第7师伤亡2200人，冻伤7300人，但冻死者极少，陆战1师共有22215人登船撤离，而且装备基本保持着完整，还包括1400辆各种车辆。