19-20 марта поражение корпуса стало очевидным. Оторваться от противника итальянцам не удавалось. Роатте пришлось обратиться к Москардо и в штаб Франко с просьбой о непосредственной помощи. Итальянские офицеры ободряли подавленных солдат: «
Придут марокканцы, и все переменится». Рассуждения о превосходстве фашистского оружия над испанским прекратились.
В критический момент итальянские фашистские командиры обратились за помощью к тем, кого после Мадрида, Малаги и Харамы сами же презрительно объявили неспособными побеждать. Вскоре физически истощенных и нравственно потрясенных итальянцев стали сменять испанские части.
К 22 марта республиканцы вернули большую часть территории, занятой корпусом ранее. Республиканские танковые авангарды дважды доходили до Сигуэнсы. Были шансы продолжать преследование расстроенного итальянского корпуса, овладеть Сигу-энсой и, возможно, ворваться в Арагон. Но переутомленные пехотинцы и танкисты физически не могли продолжать операцию – не было свежих резервов, боеприпасов, автотранспорта. Высшие республиканские штабы не осознавали размеров собственного успеха и не видели перспектив его развития. И 22 марта немногочисленные испано-марокканские части Москардо, совсем не имевшие тяжелого вооружения, плотным огнем остановили продвижение республиканцев.
Самое известное сражение испанской войны завершилось выдающимся успехом республиканской армии.
Добровольческий корпус потерял почти 10 000 человек ранеными, убитыми и пропавшими без вести, оставил на поле сражения 500 пулеметов, почти треть артиллерии – до 80 орудий и минометов, около 50 бронеединиц, 12 самолетов, около 300 автомашин. Среди трофеев значилось свыше ста тонн бензина, разнообразная штабная документация, приказы по корпусу, знамя одного из полков. В общей сложности итальянцы оставили на поле боя около половины материальной части. Текст приветственной телеграммы Муссолини легионерам тоже стал добычей победителей.
Потери республиканцев оказались гораздо меньше – около 6000 человек и несколько пулеметов. Если ранее республиканцы брали в плен лишь отдельных вражеских солдат, то теперь им досталось сразу около 1000 военнопленных. (Судьба пленных осталась неизвестной, часть авторов полагает, что они вскоре были расстреляны, но доказательств тому не обнаружено.) Впервые республиканцы меньшими силами и ценой меньших потерь взяли верх в полевом сражении.
Правда, победа Республики была неполной. Не удалось уничтожить или пленить хотя бы одну из вражеских дивизий. Хотя итальянцы в беспорядке отступили, к 22 марта они все еще контролировали две трети района, занятого в начале операции. Следовательно, территориальный успех при Гвадалахаре был на стороне Роатты.