在聯合國軍到達興南之前，麥克阿瑟已經在12月8日命令撤走美國第10軍，以增援那時已精疲力竭並快速撤向38線的美國第8集團軍。按照他的命令，韓國第1軍，韓國第1陸戰團，美國第3步兵師和美國第7步兵師已經在港口周圍佈置了防禦陣地。 一些小規模的戰鬥發生在美國第7步兵團，第17步兵團和第65步兵團與追擊的志願軍第27軍之間，但已經被重創的第9兵團面對來自美國海軍第90特遣艦隊的強大海上火力，根本無法靠近興南防禦圈。在被美國曆史學家稱爲“美國軍事史上最偉大的海上撤退行動”中，一個有193艘船隻的艦隊在港口組成，不僅撤走了聯合國軍士兵，也包括他們的重裝備，還有大約三分之一的朝鮮難民。 一艘勝利輪，美國海軍梅雷迪思號勝利輪撤走了14,000名難民。最後一個聯合國軍單位在12月24日14時36分離開，爲防止中國和北朝鮮軍隊使用，港口被摧毀。志願軍第27軍在12月25日上午進入興南。
在撤退中，美軍或發動攻擊以消除志願軍的封鎖線及山頭陣地或處在中國軍隊的猛攻之下，零度以下的氣溫亦增加他們的傷亡，但美軍握有制空權，美國海軍、海軍陸戰隊及空軍轟炸機每天飛行數百架次猛烈攻擊包圍的中國軍隊，在行動中超過4000名傷兵被送走及運入500名補充兵，對撤退成功起了較大作用，海軍陸戰隊及陸軍士兵消滅或阻擊了包圍長津湖的7箇中國師團，雖然付出了很大代價，但使得海軍陸戰隊引起全世界的注意及被西方傳媒形容爲在戰敗中取得道德上的勝利，當時聯合國軍在戰略上形勢非常危急，以致要決定把整個第10軍撤出朝鮮，海軍陸戰隊、第10軍的其餘士兵及數以千計的難民從興南港撤走，該港在撤退完成後被徹底破壞。
估計參戰的部隊：第7步兵師，估計3000人;3個海軍陸戰旅，估計18000人;全軍共有2,000人陣亡、1000人受傷及殘廢，海軍陸戰隊共有836人陣亡及有12000人受傷及殘廢，志願軍損失估計爲35000人(由於後勤與醫療的缺乏，中國士兵的死亡率較美軍高上許多，同時酷寒的氣候也導致其付出了較戰鬥傷亡更多的非戰鬥減員)，此戰役在12月11日結束，共進行了14天，中國軍隊共動用了10個師，其中6個師攻擊海軍陸戰隊及另外4個攻擊在太白山脈以西的第8軍團，海軍陸戰隊共消滅了3箇中國師解救的其它部隊以避免被消滅。(此處統計不包含包圍圈外側接應海軍陸戰隊第1師突圍的美第3師，志願軍第9軍團擔任外圍阻擊的部隊，以及配合中國軍隊中的北朝鮮人民軍)
在朝鮮東北部之聯合國軍迅速的撤往興南港以組成環形防線，於1950年12月底在這裏爆發了一場激烈的防禦戰，總共有193艘滿載人及物資的船隻從這裏離開，內裏包括105000名士兵、98000名平民、17500輛車輛及350000噸物資被送往釜山。
志願軍成功將聯合國軍逐出長津湖，多國部隊從朝鮮撤退後，海軍陸戰隊被重新部署在南方，在這裏繼續作爲聯合國軍之一部分一直戰鬥至1953年7月停戰爲止。
美國海軍認爲長津湖戰役是在其歷史上最驕傲的時刻，海軍陸戰隊重擊中國人民志願軍的師團，令中國軍隊從前線撤回，不過美軍第十軍團(包含海軍陸戰隊第一師和陸軍第七師)幾乎遭遇到過半傷亡。但被忽略的是美國陸軍第31團級作戰隊;他們以2個加強營的兵力成功保護海軍陸戰隊第1師的右翼，抗擊中國軍隊2個師達4天之久，阻止了志願軍第80師有效進攻，如果他們的阻擊失敗，中國軍隊的第80及81師在海軍陸戰隊集中兵力防守前，已攻佔他們在下碣隅裏的基地及臨時飛機跑道，他們將被包圍及可能的戰果已大爲不同。
此戰役對志願軍來說是一場大捷，雖然付出了巨大傷亡，且有美國軍隊突圍，但志願軍成功地將聯合國軍驅逐出朝鮮的東北地區，所以此戰役及在西線的勝利，是中國軍隊對西方國家軍隊在主要戰役的第1次勝利，扭轉了朝鮮戰爭的大局。
這場戰役極大地暴露了志願軍後勤弱的特點，凍傷減員達兵團總數32.1%。在戰場上甚至有部分阻擊陣地中的志願兵士兵全員凍死的事例。
中國在戰役中繳獲的美國陸軍第31團團旗，至今還陳列在北京的軍事博物館中，以紀念這場戰役。
