百灵庙一役惨败后，日本高层恼羞成怒，田中隆吉纠集了三千多日伪军，妄图夺回百灵庙，挽回颜面，于1936年12月3日，在纷飞的大雪中，日伪军气势汹汹地朝着百灵庙扑来，战斗一触即发，晋绥军早有准备，采用诱敌深入的战术，佯装不敌，边打边撤，骄狂的日伪军以为晋绥军不堪一击，便**，很快就进入了晋绥军精心布置的伏击圈，就在日伪军得意忘形之时，一声令下，晋绥军主力部队如猛虎出山般从四面八方杀出，一时间，枪声、手榴弹爆炸声交织在一起，喊杀声震彻山谷，晋绥军的战士们士气高昂，他们心中满是对侵略者的仇恨，个个奋勇争先，骑兵部队更是如闪电般穿插在敌阵中，搅得敌人阵脚大乱，日伪军被这突如其来的反击打得晕头转向，根本组织不起有效的抵抗，战斗中，伪军内部开始动摇。金宪章、石玉山等将领深知为日军卖命没有出路，在这关键时刻，他们毅然率部反正。他们调转枪口，与昔日的"同伴"展开厮杀，还一举击毙了二十七名日本军官，在晋绥军的勇猛攻击和伪军反正的双重打击下，日伪军彻底崩溃，开始四处逃窜。晋绥军乘胜追击，不给敌人丝毫喘息的机会，12月9日，晋绥军成功收复锡拉木楞庙及大庙子，这便是"西拉木楞庙战斗"。
至此，西拉木楞庙战斗以晋绥军的全面胜利告终，绥远境内的伪军被基本肃清，日军妄图侵占绥远的美梦彻底破碎，西拉木楞庙战斗是绥远抗战后期的关键一役，在军事、政治、士气等多方面意义深远。
军事上，这是一场歼灭战，有力打击了日伪军的嚣张气焰。日军在百灵庙失利后，妄图在西拉木楞庙扳回战局，集结重兵反扑。晋绥军巧妙设伏，协同作战，给日伪军以重创，大量歼灭敌人有生力量，摧毁了他们的进攻体系，让日军短期内无力再发动大规模进攻，巩固了绥远抗战前期胜利成果，稳定了绥远地区的军事态势。政治层面，战斗促使伪军内部瓦解。面对晋绥军的勇猛反击，金宪章、石玉山等伪军将领率部反正，击毙日本军官。这不仅削弱了敌人力量，还让日本侵略者"以华制华"的阴谋破产，彰显出正义力量对叛国行径的感召与冲击，坚定了国人抗日的政治立场，也为日后分化瓦解伪军提供成功范例。
总的来说，通过三场全胜战斗所组成的"绥远抗战"，极大鼓舞了全国抗日士气，胜利消息传开，各地民众看到了抗日的曙光与希望，人们踊跃捐款捐物，支援前线，抗日救亡运动掀起新**，各阶层、各团体团结一心，形成强大的抗日洪流，增强民族凝聚力和向心力，让全国上下坚定抗战必胜的信念，为全面抗战的到来做了充分的精神动员，这是抗日战争历史上的转折点，在军事、政治、精神层面的积极影响，共同推动中国抗日斗争走向新的阶段，同时向世界宣告：任何侵略行径都将在团结的中国人民面前碰得头破血流！