此战过后，大月氏等国彻底丧失了与汉军对阵的信心，许多小国纷纷遣使长安，希望得到汉朝的保护，他们从此成为汉朝的附属国。

方一防备都没有，本没有组织抵抗，现在各师正计划向前推，我军的前锋已经冲到了他们的后营了。”

当天微明的时候，雪还在下着，整个大营的喊杀声已经停止，所有没来得及逃走的河西联军都停止了抵抗，汉军也停止了屠杀。徐自为没有时间统计自己的战果，他命令队立即集结，押着俘虏返回自己的大营，把能带走的东西都带走，就连那些俘虏们也帮着搬运东西，因为他们知，如果没有多余的资，首先遭殃的就是他们。

伊犁河一战使得徐自为的声望在西域一带如日中天，即使是汉军与匈战的数十年间也没有如此大的胜利，十七万敌军一夜间灰飞烟灭，汉军从此再也没有在西域有过大的战争。

冲到敌方的后营，意味着对方本没有时间，也没有地方再行集结，可以说，这场仗已经胜了。不过徐自为却乃不满足，他对传令兵说：“命令四十一师，跟四十五师，一定要把对方截成几段。”照徐自为战前布置的作战计划，他把汉军六个师一下都压了上去，其中四十一和四十五两个师负责中路突破，而另四个师则负责从两翼推，这一仗没有预备队，所以不能给对方任何息的机会。

中午时分，徐自为率军渡过伊犁河返回自己的大营，傍晚的时候，派去截杀逃敌的四万乌孙骑兵也回来了，由于他们行动缓慢，只抓到了数千逃散的敌军。直到这个时候，徐自为才开始清自己的战利品，五万俘虏，十万多匹战，数十万牲畜，无数的辎重兵，虽然不知这一夜有多少人死在汉军的刀下，但大家都知，即使是逃走的敌军也会因没有，没有御寒的衣而丧生在冰天雪地里。

事实也是如此，由于双方在此已经对峙了一年有余，周围的落都已迁走，逃走的数万敌军本得不到任何补给，他们只能杀死仅有了一些战充饥，再从倒毙在路边的同伴上扒下衣服穿在自己上，在他们当中，许多人为了一块，或是一只靴不惜杀死自己的同伴。最后，他们当中只有不足万人逃回了大月氏的都城蓝氏城，其余十万人都死在了汉军的刀下，或是死在了严寒之中。

事实上，河西联军也本没有息的机会，年初，徐自为曾偷袭过他们一次大营，着实让他们张过一阵，可他们没想过徐自为会在这环境下故伎重演。河西联军的所有官兵都在自己的帐篷里躲避严寒，当有人发现汉军来袭时，大家第一件事不是想着找找兵，而是找衣服，因为这天气不穿好衣服，用不了多长时间就会被冻死。所以当汉军已经攻整个营寨的时候，几乎没遇到任何抵抗，而当河西联军官兵穿好衣服，提着兵来的时候，已经不可能阻击汉军的攻了，他们唯一能的就是逃跑，向没有汉军现的地方逃去。