日夜间，库罗元帅下令向铁岭撤退。撤退的情况相当混乱：骑兵（未参加会战）先于步兵和炮兵撤退，辎重堵塞了道路。

部队失去指挥，又遭到日军炮击，后卫陷入日军包围之中。但日军也无力追击。1905年5月26日，日第1、第3两军在浑河地区会师。此时俄军主力已逃脱包围，随后在四平街占领阵地，直到战争结束。

奉天会战是日俄战争最后也是最大的一次会战，总计俄军损失近11万人，日军损失约7万余人。