日方虽然取得了战役的胜利，可得到的却是战略的失败，由于他们在武汉战役里投入极大，嚣张的劲头被压下去了。而且成为日方由战略进攻走向战略保守的转折点。
速战速决的战略方针被彻底粉碎。由于国军的坚强抗击，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，不但没有歼灭国军的主力部队，没有使国军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。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，日方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。
日方国力因损耗过巨而开始急剧表面化。日方战略物资缺乏，主要依赖输入，而当时日方的经济实力并不很强。据日军战史记载，“七七”事变时日本“储备的黄金，包括发行纸币的准备金，全部只不过十三亿五千万日元”；“而对日来说，对战争规模起着制约作用的，实际上还是它的黄金储备量。它意味着日方的货币储备量从最初就限定了这场战争。日方发动了战争，却又千方百计地“谋求早期解决”，为了维持侵华战争，“昭和十二年（1937年）从海外输入的军需物资总额达到九亿六千万日元”。到翌年的6月，为了进行武汉会战，“连学校教练用的步枪都被收回”，用于装备扩建的军队。更由于兵员的不断增加，国内劳力、粮食、能源均感不足。武汉会战结束后的1939年，日方军费的支出已达61.56亿日元，已远远超出了日本国家的储备量，从而使“日本国力穷困急剧表面化”，已经失去了充分保障军队军事物资供应的能力，从而“加重了中央统帅部首脑的痛苦和压力”，以致其参谋总长和陆相自称：“外强中干是我国今日的写照，时间一长就维持不住了”。大致在武汉会战之后，日军的编制、装备和部队战斗力，总的来看比会战前有所下降。这也是日方不得不改变其政治和军事战略，企图“以华制华”、“以战养战”的重要原因。
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