9日至14日后在敌军炮火和空中飞机的猛烈轰炸下，志愿军打退了多次韩国军队的进攻，给了敌人大量的杀伤，仅阵地前就留下了韩军士兵7000多具尸体。后由于战场情况出现了一些新的变化，加上上甘岭战场形势异常严峻，而我军供给已开始不足，士兵伤亡较大又无后备力量进行必要补充，志愿军总部接受了38军的撤出战场请示，白马山志愿军与14日夜主动及时后撤，整个战役宣告结束。而此时美军正对我军坚守的上甘岭展开了攻击，朝鲜战争的焦点又都集中到如同白马山一样大小的上甘岭上，志愿军 15军45师仅以区区1万多人的血肉之躯对抗以美7师为首的联合国军近7万人，并最终获得了胜利。
白马山战役双方伤亡对比：志愿军参战部队不足15000人，大约7000人伤亡。其中阵亡2000多人，重伤1000多人，轻伤4000多人。据联合军公告，南韩军队先后投入近9万多人，伤亡 2万5千人。南韩一开始为鼓舞士气声称造成中国军队伤亡15800人，自伤3600人，后来承认伤亡1万人。在我看来仅前沿阵地就丢下7000多具冲锋的南韩士兵的尸体，可见伤亡之惨重，远远不仅一万人。联合国军公告的南汉伤亡2万5千人还比较客观。
那为什么志愿军会主动撤出白马山呢？
1、由于我军一军官的叛变战略意图被敌军掌握志愿军打得不顺手
10月2日，我军突击队一个文化教官叛变投敌，南韩第九师根据其口供内容，马上下令各部转入战斗准备状态并下发充足的补给品和饮水，以保证能够坚持一周以上时间。又迅速重新进行兵力布署，增调韩九师第三十团第三营开进955高地，支援第一营加固阵地。命令预备队第二十八团完成出动准备。
在10月4日4时20分，彻夜完成掩体150个，设置障碍等应急设施，并以山头为单位，配属一个连的兵力，仓促编成环形防御，加固掩盖壕工事，将交通沟深挖至一人多深；将营、连、排、之间的电话线全部埋入地下，阵前铁丝网由3层增至7层，同时设置了大量防步兵地雷、防坦克地雷、照明雷和凝固汽油弹雷。
同时，第八集团军预备队美步兵第三师亦前调至铁原以南几公里集结，随时准备投入战斗，增援韩军第九师。师属炮兵群及支援炮兵群亦完成了对白马山北侧前哨阵地前方弹幕射击和对第一一四师进攻部队集结地火力突袭的计划和准备。除了师属第三十炮兵营和第九重迫击炮连外，韩九师还得到了由韩军第八师派来增援的炮兵第五十营、第五十一营、第五十二营和美炮兵第四十九营、第二一三营、第九五五营等9个炮兵营和两个坦克连44辆坦克的支援，美坦克第七十三营主力也从铁原向白马山驰援。
