此次战役，经6天5夜的激战，共计击毙水源义重少将旅团长、田中大队长、川崎、北村中队长以下1500人。俘虏16名，入侵之敌无一人漏网。缴获长短枪450余支、轻机枪19挺、重机枪7挺、掷弹筒9个、无线电台2部、战马52匹、炮弹10余箱、子弹4万余发。
陈庄战斗，是在鲁柏山区进行的一次规模较大的山地歼灭战。作战地域广阔，南起慈峪，北到口头，西达陈庄，东至上碑。这是120师在晋察冀边区进行的使日本侵略者闻风丧胆的山地歼灭战。
这次战斗，是八路军第120师和晋察冀军区部队在贺龙、聂荣臻等首长的指挥下，对毛主席在抗战初期提出的“基本是游击战，但不放松有利条件下的运动战”作战原则的具体运用。在这次作战中，八路军以设阵待击、节节抗击、相机袭击、机动阻击、乘势追击、向心攻击等战法，重创日军。粉碎了其向晋察冀边区北岳区的东部、西部进行“扫荡”的企图，巩固了北岳区革命根据地。它是抗日战争进入相持阶段八路军在敌后进行的一次漂亮的“模范歼灭战”。
陈庄歼灭战的胜利，从一定意义上讲就是人民战争的胜利。在这场战斗中，根据地人民群众，在共产党的领导下，积极支前，踊跃参战，有力地配合主力部队的作战行动。陈庄周围30多个村庄组织近3000人参加了战斗。二区区委书记范振国亲自带领600多人的担架队随军行动。漫山乡自卫队长张凤明率领40多人的砍刀队直接参战。透过这场战争可以看出“民兵是胜利之本”，八路军战士的勇敢、地方武装的配合、战地群众的支持，使凶残日军的“牛刀”折断在这巍巍的太行山麓。
为陈庄大捷，国民政府军事委员会员长蒋介石，以及程潜、卫立煌等人致电贺龙等领导人：对陈庄之战，尽歼敌人，予以重大打击，树华北抗战之楷模，振军威于冀晋，特传令嘉奖。