战后损失统计
由于中国军队的坚强抗击，日本动用了当时能够集结的最大兵力(用于进攻的编制人员约25万人，会战期间曾补充四五次人员，投入的总兵力当在30万人左右)，发挥了陆、海、空装备上的绝对优势，苦战4个半月，不但没有歼灭中国军队的主力部队，没有使中国军队的抗战意志和战斗力有所减退，反而使日军的有生力量遭到了严重的打击。据日军发表的统计资料，第11军伤亡21886人，第2军伤亡9600人，连同海军及陆海航空兵的伤亡人数，总计约3．55万人。国民政府军事委员会军令部根据各部队战斗详报统计的日军伤亡人数为25．6万人。很显然，日本发表的数字偏低，而军令部发表的数字则偏高。武汉会战以后，本来就感兵力不足的日军，随着战线的延长，兵力益发感到不足，无力再组织像淞沪、徐州和武汉会战这样大规模的、以攻城略地为目标的战略进攻，而被迫转为战略保守。这就使中国的抗战由战略防御阶段发展为战略相持阶段，日本侵略军则陷入了它自身所最不愿意进行的持久战的泥淖之中，无法自拔，从而导致日本侵华政策的转变：由军事打击为主、政治诱降为辅，改为以政治诱降为主、军事打击为辅；由以主要兵力进行正面战场的作战，改为转移兵力进行敌后战场的“治安”作战。
武汉会战中中国广大官兵总体上是英勇顽强的，曾大量杀伤日军，并给日军以重大打击。但由于最高决策者及有些高级将领作战指导上欠妥，以致在消耗敌人的同时过多地消耗了自己(阵亡将士人数，军事委员会统计为254628人，加上负伤超过40万)，主要原因是战役上单纯地进行阵地防御，与日军拼消耗。
武汉会战期间，中国空军和海军也积极参与了作战。在苏联航空志愿大队的配合下，中国空军鏖战长空，与日军航空兵空中大战7次，击毁日机78架，炸沉日舰23艘，有力地支援了地面部队的作战。中国海军也英勇作战，击沉、击伤日军舰艇及运输船只共50余艘，击落日机10余架，但自身也损失惨重，基本上全军覆没。
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