戰鬥再次陷入到雙方攻防的局麵中，沒有火炮的威脅，人民軍可以更為從容的依托陣地進行防守，而盡管日軍拚盡全力的進攻，並且又付出了極大的傷亡代價，但仍然還是無法攻破人民軍的防線，最後一直戰鬥到幾乎整個戰場都布滿了日兵的屍身。
野津道貫在無奈之下，也隻得下令停止進攻，收兵撤退。而這一天的進攻，日軍的陣亡人數達到了3 2 0 0餘人。
連續兩天進攻無果，而且戰鬥減員達到12000餘人，令日軍的士氣受到了沉重的打擊，由其是這兩天的戰鬥，日軍陣亡士兵近6 0 0 0人，因此讓不少士兵都在私下裏流傳，進攻遼中的戰鬥，是第二個旅順進攻戰。還有人甚致稱要攻下遼中，日軍至少要付出陣亡5萬人的代價，而人民軍製造的裝甲列車炮，更是被傳說的神乎其神，說這種武器的射程可以達到100公裏，而且海外華人還掌握了一種神秘的技術，可以看到千裏之外的任何東西，因此隻要日軍一開炮，就會被立刻被裝甲列車炮鎖定擊毀。
其實日軍的士兵一直都接受為國盡忠的思想教育，兩天陣亡6000多人，並不會給日軍的士氣造成重大的打擊，在進攻旅順的戰鬥中，出現一天傷亡達1.6萬的驚人損失，但也並沒有對日軍造成多大的影響，後來不僅攻下了旅順，還取得了奉天戰役的勝利。
但現在的情況有所不同，日俄戰爭開打了近1年半的時間，日軍的士兵們經曆了長時間的戰爭，都己經十分疲憊，思家、厭戰的情緒都積大増，以前由於日軍不斷取得軍事上的勝利，還能夠維係著日軍的士氣，但現在遼河戰場上連續遭到不利局麵，盡管日軍的高層遏力的封鎖旅順戰場的不利消息，但這樣重大的事情是不可能完全封鎖得住的，這邊的士兵多少也能聽到一點風聲，而且高層越是封鎖，底下的小道消息也就越多，因此日軍的士兵們自然是不可避免的受到影響。而這幾重因素加在一起，使得日軍的士氣極為低落，厭戰情緒也達到了極限。
而現在野津道貫也是左右為難，繼續打下去，日軍是幾乎沒有可能攻破人民軍的陣地，隻能打成第二個旅順進攻戰，自己就是第二個乃木希典，而不管怎麼說，乃木希典最終還是在兀玉源太郎的幫助下，攻下了旅順，但自己現在麵臨的局麵，恐怕就是兒玉源太郎來了也沒有辦法，因為日軍根本就沒辦法使用火炮，但就這樣撤退了，自己恐怕也沒有辦法向大山岩交待啊，野津道貫十分清楚，旅順基本己經保不住了，如果遼河一戰日本再輸了，就意味著日本將徹底輸掉這場戰爭，而且在遼東的這幾十萬軍隊，恐怕是都回不了日本了。
不過就在這時，野津道貫收到了沙嶺堡失守的消息，也不由得苦笑了一聲，因為沙嶺堡失守意味著人民軍己經成功的扭轉了兩麵受敵的不利局麵，無論日軍能不能攻下遼中，都己經是輸掉了遼河之戰。而日本也將徹底失去在遼東的立足能力，下一步大概就是撤回朝鮮了。
但對野津道貫來說，沙嶺堡失守到是一個很好的台階，因為沙嶺堡到底還是沒有堅持到自己所要求的3天，那麼自己現在撤軍，甚致是輸掉遼河之戰，也都有足夠的推托理由了，雖然對日軍的整體來說，這並沒有什麼區別。於是野津道貫立刻下令撤軍，退回到遼陽。
日軍的果斷撤軍，也令邱亞輝有些意外，本來他還打算在攻克了沙嶺堡之後立刻回軍，再吃掉野津道貫的主力軍隊，而現在顯然是不可能了。於是邱亞輝也就不急於退軍，而是下令9師帶領兩個後備團沿遼河南下，攻取盤山、營口兩縣，以取得遼河的兩個入海口，為以後人民軍的物資運輸提供便利條件。
其實盤山、營口兩縣現在還在清廷的地方官員管轄之下，無論是俄國還是日本，都沒有在這兩個縣駐軍。不過人民軍卻不管那些，反正華東政府的目標是占領整個東三省，並在東三省建立穿越者的統治，因此隻要是東三省的地方，就都是要占領的。當然在名議上，人民軍打出的 “協防”旗幟，表示是來幫助這兩個縣抵禦日軍的進攻，如果這兩個縣的官員明白事，那麼就和平進城，如果地方官不讓人民軍進城，那就打進城去，再給地方官員扣個“勾結倭寇”的大帽子。
清廷的地方官員也都是知時曉務的人，那還不明白其中的奧妙，因此盤山、營口兩縣的地方官員都打開城門，迎接人民軍進城。
到5月20日，人民軍占據了盤山、營口兩縣，而日軍也退回到遼陽，至此遼河戰役的全部結束，日軍共計陣亡15247人，受傷18263人，失蹤417人，被俘351人，並且失去遼中以南的遼河東岸地區；而人民軍陣亡3847人，受傷5271人，失蹤76人，另外還繳獲了步槍5143支；機槍15挺，火炮6門子彈125417發，馬216匹，不僅完全突破了遼河防線，完全控製了遼河兩條分支的下遊，而且還獲得了盤山、營口兩個入海口，盡管最後沒有抓住進攻遼中的日軍，但也可以算是取得了一場完美的勝利。