第33师团夹击第14集团军。此后,第14集团军随即陷入混战,不少部队以团为单位北撤,计划长途转至太岳山区。
第1战区乃令第14集团军向沁翼公路以北转移。该集团军以第93军第10师一部在阳城附近游击,以第98军一部在董封以南游击,以第15军一部在横河镇附近游击,各牵制当面日军,掩护主力沿董封、沁水东西地区,于14日开始分路向北突围。日军对突围部队层层拦截,并多次施放毒气弹,战斗异常激烈。
而日军独立混成第16旅团,在9日晨已攻占了五福涧之后,谷焘所率85师的两个团在该地战至10日晨,也被迫撤回南岸。此时第5集团军已无法渡河,只能由南涧沟向西北方向突围,结果损失极重,第3军军长唐淮源在极困难中指挥部队战至最后,最终于5月12日自戕殉国,第12师师长寸性奇亦于15日阵亡。
就这样,在中条山西部地区的作战,,日军仅用1天时间即全面突入中国守军纵深地带。尽管在5月9日4时,日军一部已迫近第5集团军总司令部所在地马村,司令部东移至漳南沟,后,当即接到第1战区司令长官卫立煌的电话“本部已派兵2团,在五福涧以北高地占领桥头堡阵地,并征集渡船十余只。不得已时,各军应逐次南移,在五福涧渡河”但实际上,日军独立混成第16旅团的先头部队已于9日上午进至五福涧。由河南岸派来的第14军85师的两个团与日军激战至10日晨,被迫放弃桥头堡阵地,退回黄河南岸。
此时退守台寨的第80军已与日军苦战2日,伤亡惨重。第80军奉命南渡,新编第27师掩护主力渡河,坚守阵地,力战不退。第80军从平陆以东后撤至台寨、师家滩一带时,历经苦战,于11日渡至黄河以南后,负责掩护的新编第27师师长师长王竣、副师长梁希贤、参谋长陈文祀均壮烈殉国。
而第3军、第17军被分割包围于中条山内,连日陷于苦战,后援无继,回旋余地不大,处境危殆。第1战区和第5集团军为保存力量,下令第33军向西北、第17军向西,以团为单位分散突围。因日军设有多层包围圈,突围途中每每与日军遭遇,各部队且战且走,利用夜暗摆脱日军,隐蔽西进,在夏县、安邑、闻喜一带突破日军封锁线,越过同蒲铁路,渡过汾河。至5月19日,第3军、第17军各有4个团到达吕梁山区的稷山、乡宁一带休整。突围未出的部队,一部分被日军消灭,一部分化整为零留于中条山内游击。
日军占领中条山西部地区后,由南向北,再由北向南,反复进行梳篦式扫荡,从5月中旬到6月上旬,留于中条山内的中**队大部被歼。
而第43军转至外线以后,由第2战区所属第8集团军副总司令楚溪春率领,从浮山、翼城之间西进,渡过汾河归还原建制。第14集团军则与第15军等部队留在黄河北岸。
退入太岳区的部队此时则统由93军军长刘勘指挥。原分散在敌包围区内的各部队,开始在云雾山地区游击,当得知南撤已不可能时,不得不趁着夜色,通过日军包围圈内的空隙西进,越过同蒲路南段,计划在万荣县以西渡过黄河至陕西省的韩城,然后返回第1战区。
98军经辗转作战15日突出重围而到达了北面的太岳山区。曾万钟率第3军、15军及94师最后突出重围,向西越过同蒲路南段,渡过汾河、黄河,到达陕西,然后转至洛阳、新安一带。93军、第17军亦向西转至稷山和乡宁。
至20日前后,第93军第10师和第98军、第15军各一部在太岳区八路军策应下,突破日军的包围和截击,进入沁水以北地区。第14集团军指挥部及各军担任游击的部队因受日军阻截,未能突围北进,辗转游击于中条山区达半月之久,直到5月底6月初才乘夜暗分批突过日军封锁线,或南渡黄河,或北进与主力会合。
虽然第27军曾由陵川西进,威胁晋城、阳城,策应第14集团军突围,但在遭日军第36师团、第33师团阻击后退回,未与第14集团军靠拢。
而早在6月15日,日军方面就宣布进攻中条山的‘中原会战’结束。华北方面军司令官多田骏在总结时认为,取得战果的主要原因是彻底集中了兵力;作了周到、充分的准备;三进行了有效的隐蔽和欺骗活动;各作战师团真正做到了团结一致。