这时，美骑兵第1师第5团突破曲水里地区志愿军第116师和第126师阻击阵地，进入砥平里与美第23团会合。南朝鲜第6师和英第27旅也逐步靠近砥平里。此外，西线美骑兵第1师、英第27旅、南朝鲜第6师主力，均在骊州、长湖院里一线部署了纵深防御，东线美第10军也在原州、武陵里一线构筑纵深防御。

形势表明：“联合国军”在东线已经形成新的防线。

15日中午，第39军向邓华报告最新战况：“从俘虏口中得知，砥平里的敌人大概有3～5个营，总人数五六千人。敌人在凤尾山和229高地重点设防，构成了密集火力。因为攻击地区比较狭窄，不利于部队展开，志愿军很难集中兵力打歼灭战。”

邓华又了解了其他各军的情况后，紧急致电彭德怀：“从整个情况来说，如果今晚继续攻砥平里，由于准备工作来不及，容易形成仓促作战。如果明天晚上的进攻还不能打下砥平里，攻势可能会形成胶着状态。因为美军实行的是据点防御，我军的炮火力量不足，压制不住敌人，所以胶着状态对我军不利。”

砥平里之战始终紧紧牵动着彭德怀的神经。经过深入细致的战场形势分析，他认为如果继续组织力量攻击砥平里的美军，即使能够攻克，就整个态势来说，也已慢了一步，不足以各个击破敌人，造成战役的有利形势。

彭德怀思虑再三，果断决定停止继续攻打砥平里。下午5时30分，彭德怀发布命令，各进攻部队停止进攻砥平里，有序撤出战斗，向龙头里（砥平里北）至横城一线及北至洪川东西一线以南地区转移集结。

邓华迅速向各军传达了彭德怀的命令，要求各军停止进攻，撤出战斗，梯次向北转移，同时加强相互掩护，防止美军的乘机反扑。

砥平里战斗的失利，令志愿军上上下下心情都很沉重。这次战斗之所以失利，原因很多，但情报失误是一个很重要的原因。

砥平里的美军本是块“硬骨头”，有6000多人和四五十辆坦克和榴弹炮，据守着坚固防御阵地。可是由于情报判断的失误，却被当成了“软骨头”，误认为只有1000多人，工事很简单。这样就造成在兵力使用上的不当，初次攻击兵力和火力并未对敌人形成绝对优势，难以在短时间内歼灭敌人。

此外，还有一些其他原因，如部队连续作战比较疲惫、枪弹物资缺乏、得不到及时补充，等等。各部队都认真吸取了这些沉痛的教训，决心打好以后的每一仗。

从此，志愿军指战员逐步认识到，攻击美军据点必须做好三个方面的工作，即集中绝对优势兵力，而不能平均分散兵力；步兵紧紧依靠强大炮兵的协同，而不能单枪匹马战斗；事先必须准确了解敌人阵地情况，不冒失，不打莽撞仗。

砥平里之战是美军第一次成功的防御，骄妄的美军声称：“第2师在砥平里的英勇坚守后来证明是挡住共产党进攻的转折点。”南朝鲜军队也认为：“砥平里战斗是美军同中共军队作战中在战术上取得的第一个成功战例。这次胜利的意义可与英国第8军在阿拉曼取得的胜利相比拟，也可以说是‘第二仁川’。”多年以后，李奇微仍然在他的回忆录中对此沾沾自喜。