攻克消息传至前线指挥部，吴奇伟电令各部收紧包围圈，对铁路大楼实施三面压缩、一面留西向虚口，布设机枪阵地与反坦克壕，逼残敌突围再行歼灭，减少攻坚伤亡。
14时30分，大楼内部日军粮弹耗尽、通风断绝，吉田经太郎召集残余军官会商，突围不成则集体玉碎，传令兵试图从西侧破墙而出联络残部，被预设机枪射杀，绝望之下，日军残部分两股从缺口与西侧破损窗口冲出，一股扑向7连阵地，遭交叉火力收割，遗尸67具；一股沿铁路路基西窜，遭预先埋伏的633团2连截击，15分钟内溃散，28人被迫缴械，其中含负伤的吉田经太郎，其左大腿中弹，被士兵从地下室抬出时，军服沾满尘土血污，神情颓丧。
14时45分，最后一名藏匿于地下管道的日军工兵被搜出，铁路大楼升起我方旗帜，九江老城全域肃清。各营随即展开街区扫尾：逐户排查地窖、夹墙、阁楼，收缴散落武器弹药，扑灭余火，救助被困平民，封存粮库、车站物资，政工人员沿街宣讲安抚，卫生队扩设临时救护站，收容受伤百姓与日俘，城防要点由各连分兵驻守，江岸码头快速恢复通航，后勤车队沿正街入城补给。
清点战果：此战历时10小时，全歼日军第13师团驻九江主力4800余人，毙俘师团长吉田经太郎以下军官112人，缴获轻重机枪79挺、火炮13门、步枪2100余支、弹药辎重无数；我方阵亡317人、伤642人，营连级军官伤亡19人，631团1连、632团5连、229团9连被前指通报嘉奖，记集体三等功。
武昌长官部内，战报呈上，李振华俯身细看伤亡与态势，指尖划过九江城廓红圈，抬头对张国华下令：令第51集团军主力沿南岸向湖口、彭泽推进，第56集团军肃清北岸宿松外围，江防舰队前出封锁安庆江面，48小时内完成战前整补，续攻安庆；各军做好城市接管预案，严明军纪，严禁劫掠扰民，恢复市政秩序。
夕阳西垂，落霞铺满江面，九江城头青天白日满地红旗迎风舒展，街巷间烟尘渐散，残垣之上，士兵列队换岗，担架缓缓抬过青石板路，少年百姓走出家门，望着入城行军的队伍，眼中噙泪挥手。
长江浪涛东去，载着血火铸就的胜绩，向着安庆、池州、金陵奔流而去，沿江反攻的锋芒，已刺破长江中游的枷锁，直指六朝古都南京，六年蒙尘之耻，正一步步被铁血征程涤荡殆尽。