決戰線上，的陳誠親臨前線捕捉殲敵戰機，於5月31日下令吳奇偉率江防軍全線轉入反攻，施行猛烈果敢追擊敵人。
中國軍隊以雷霆萬鈞之勢，追殲東逃之敵。日軍拚死招架，因久戰疲憊，而且鑒於過去國軍追擊遲緩，故退卻之初，警戒疏忽。嗣見國軍緊迫直追，行動果敢，遂致使恐慌萬狀的日軍兵敗如山倒，分向宜昌、宜都、枝江、公安長江方麵狼狽逃竄，沿途傷兵、騾馬、輜重、武器隨地遺棄。敵之擔任掩護的後衛部隊邊跑邊打，邊打邊跑，先後於五峰栗樹堖、宜都聶家河、長陽磨市、鄔家沱、大橋邊等地被我軍追打，稍經接觸，即倉皇潰退。
6月1日，由石牌敗退之第3、39師團各一部，在宜昌南岸一帶搶渡回巢時，船隻遭我空軍轟炸，生還無幾。
中央社2日電稱：“我追擊敗退之敵之各部隊，發展神速，現在追到大江西岸……宜昌方麵潰敗之敵，沿途狼嚎豕哭，其幸竄達江岸者，多被擊落入水，或覆舟溺斃。無數日軍葬身魚腹，江水為赤。”
陳誠施以“抄敵後路，四處點火，全線反攻”的戰術，急調79、66軍阻擊南犯日軍，向石牌派部增援。同時，在長陽津洋口，五峰漁洋關、升子坪，宜都聶家河，鬆滋劉家場一線調動精銳部隊主動出擊。漁洋關附近另一部日軍向劉家場方向撤逃，新23師68團、69團奉命迂回追殲至栗樹堖。由長陽敗退到五峰栗樹堖之第13師團之116聯隊及騎兵隊各一部約3000人，6月1日被守軍第87軍新23師追擊。敵因久戰，疲憊不堪,誤認為後無追兵，這天正在該地附近村落歇息。中國軍隊發現後當即向敵發起攻擊。該師以第68、69兩團伏擊日軍，又以68團第3營伏擊日軍的後衛部隊。由於該營官兵對敵怒不可遏，未按戰前部署行動，搶先向日軍開槍射擊。敵驚聞槍聲向我還擊，1000多人迅即將該營包圍，雙方發生激戰，營長徐洪聲陣亡，全營官兵傷亡甚重。接著，日軍又向第2營攻來。該營見狀迅即移動位置，協同第69團圍殲日軍。當敵進入該團伏擊區內，被中國軍隊分別包圍。這時，被該團第1營包圍的日軍100餘人，即豎起白旗表示“投降”。待一營派出兩個連前往收繳武器與敵接近時，狡黠的敵人突然以猛烈的火力向我襲來。中國軍隊猝不及防，傷亡很重。69團立即調集迫擊炮10門及機槍60多挺，集中全部預備兵力向敵迫攻．終將這股頑敵全部殲滅。