由于防御洞口镇的是日军第一百一十六师团的主力部队，所以，负责进攻洞口镇的华夏政府第七十四军的进攻部队面对的情况则要困难一些。
直到一九四五年五月十二日的时候，华夏政府第七十四军暂编第六师才攻陷了日军第一百一十六师团在洞口镇外围的全部防御阵地。
就在这个时候，华夏政府第四方面军的王司令作出了错误的判断，由于华夏政府第七十四军的进攻部队经过长时间的激烈战斗，官兵们也是已经有些疲惫，于是，华夏政府第四方面军的王司令便决定让华夏政府第七十四军的进攻部队休整一天的时间，然后再准备向日军第一百一十六师团发动全面的总攻。
华夏政府第四方面军的王司令的这个决定，也是本次湘西会战中犯的最大失误，因为，此时的日军第一百一十六师团师团长为菱田元四郎中将已经接到了华夏派遣军司令冈村宁次大将发来的全军立即撤退的命令。
于是，一九四五年五月十二日的时候，日军第一百一十六师团师团长为菱田元四郎中将下令日军第一百一十六师团全军经洞口镇往后方快速的撤退。
同时，华夏政府第十八军的进攻部队在攻陷山门之后，已经通过对日军第一百一十六师团在山门被俘虏的战俘审讯中得知，日军第一百一十六师团可能马上就要进行总撤退了。
但是由于华夏政府第十八军的进攻部队对日军战俘提供的这个情报不敢肯定真假，于是，华夏政府第十八军也就没有告知正在攻击洞口镇的华夏政府第七十四军。
一九四五年五月十三日，华夏政府第七十四军负责进攻作战的暂编第六师在休整完毕之后，立即便再次对日军第一百一十六师团防御的洞口镇发动了强攻。
华夏政府第七十四军暂编第六师的官兵们仅仅用了五个小时的时间，就成功的收复了洞口镇。
不过，此时已经来不及了，华夏政府暂编第六师的官兵们亲眼目睹着日军第一百一十六师团的残兵如泰山崩塌一样向东方快速的撤退了下去，日军第一百一十六师团的残部中包括了二个步兵联队，三个工兵联队，还有二个炮兵联队和一个骑兵联队。
华夏政府暂编第六师的赵师长也是不顾部队的疲劳，立即率领暂编第六师趁夜对撤退的日军第一百一十六师团的残兵进行追击，但是，暂编第六师在追击的途中遭到了日军第一百一十六师团负责垫后部队的阻挡。
在得到洞口镇的日军第一百一十六师团全面撤退的消息后，华夏政府第七十四军施军长也是大为吃惊，于是命令华夏政府第七十四军所有能动的部队全部向日军第一百一十六师团撤退的方向猛追了过去。
同时，在得知日军第一百一十六师团全面撤退后，驻扎在芷江机场的华夏和美丽国航空队也是全面出动，派出了三十五架飞机对撤退的日军第一百一十六师团部队进行追击轰炸，但是，最终华夏政府第七十四军只是歼灭了日军第一百一十六师团负责垫后的一个联队残部的一千多人，错失了全歼日军第一百一十六师团的良机，可谓是非常可惜。
日军第一百一十六师团全军溃逃的同时，华夏政府军队继续攻击其它方向上的日军第二十军进攻部队，其中，以日军第五十八旅团旅团长关根久太郎少将为指挥官的关根支队由于在武阳附近被华夏政府的军队给全部歼灭，只有日军第五十八旅团旅团长关根久太郎少将带领一点军官和少量的士兵成功逃出，并在一九四五年五月二十日的时候，与日军第三十四师团会合。
日军第三十四师团师团长伴健雄中将也是从自己的第三十四师团中分出了一部分兵力帮助日军第五十八旅团旅团长关根久太郎少将的关根支队重建了二个大队，不过这两个大队中有大半都是伤兵，同时，之前并没有参战的原属关根支队的日军第二百一十