绥远抗战胜利的消息传到全国各地,激发起全国人民空前的抗战热忱。1936年12月1日,中共中央和中华苏维埃共和国中央政府发出《关于绥远抗战通电》,号召全国人民援绥抗战,同时宣布红军准备立即开赴晋绥抗日前线。同月,毛泽东、朱德发给傅作义慰问电,称绥远抗战是“全国抗战之先声”,“足下孤军抗日,迭获胜利,日伪不能越雷池一步,消息传来,全国欢腾,足下之英勇抗日为中华民族争一口气,为中国军人争一口气”。
绥远抗战的辉煌胜利,对国民党政府的内外政策产生影响,蒋介石公开声称绥远抗战“实为民族复兴之起点”,并表示“华北问题决不迁就”,在中日谈判中态度强硬起来,导致中日谈判全面破裂。蒋介石以日本人参与绥战为借口,断然否认自己执行数年《塘沽协定》《何梅协定》《秦土协定》等卖国协定的合法效力。
日本外务省为此悲叹:“绥远事件给在南京的川樾、张群会谈以极坏影响。”日本侵略者也不得不承认:“傅作义将军的胜利,特别是百灵庙的占领……中国国民党在军事上有了信心,激发了抗日气氛的更新高潮。”
1937年3月15日上午,归绥大青山下烈士公园举行“绥远抗战阵亡将士追悼大会”,各族军民3万余人参加大会。傅作义主持大会并致悼词。他在悼词中说:“这次绥远抗战,敌炮摧残你们的肢体,毒气瓦斯遏止你们的呼吸,还加风雪严威刺裂你们的肌肤,但是凭你们热血的沸腾,终于战胜一切,完成下列使命:1.尽了守土的责任。2.保证绥远领土的完整。3.恢复民族自尊心……我们要循着这条复兴大道,踏着你们光荣的血迹,一致努力前进,前进,更勇猛地前进。”