下午五点半，最后一股有组织的苏军抵抗被消灭。第94师的一个营在包围圈西北角一处低矮丘陵上负隅顽抗，火力点设在山顶几块大石头后面，居高临下向国军射击。独11师调来四门九二式步兵炮，连续轰了二十分钟将山顶石头炸成碎石，然后两个连的步兵从两侧包抄上去，用手榴弹和冲锋枪清理了最后的残敌。
下午六点，白轩下达停止进攻的命令。
草原上，枪炮声逐渐停息。战场上空仍然弥漫着硝烟和燃烧橡胶的气味。一辆被击毁的苏军坦克还在冒着黑烟，旁边倒着几具国军士兵的遗体。更远处，被缴获的苏军卡车和火炮排成长队，在国军士兵的押送下缓缓向南驶去。
俘虏被集中在战场南侧一片开阔地上。经过初步统计，此战俘虏苏蒙军三万余人，其中包括第17集团军司令、第94师师长、第114师师长及多名团长。缴获各型火炮两百余门、坦克残骸及完整坦克近百辆、枪支弹药不计其数。
集宁前敌司令部里，白轩站在作战地图前，拿起红铅笔将包围圈内最后一个蓝色符号划去。然后他走到桌前，拿起笔亲自起草给太原的战报。他用手中的笔宣布，这场从10月2日凌晨开始的战役，已经结束了。
战报发出去后，他转身看向窗外。集宁城外，运送伤员的卡车正从北边草原上驶来。路边的蒙古族民运队员把水和干粮递给车上的伤兵。远处火车站方向，又一列满载物资的军列正缓缓驶入站台。
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