根据蒋委员长指示第五战区于1939年5月15日发起总反攻。张自忠指挥33集团军向北猛烈攻击，当日攻占襄阳东南方家集。
日军在中国军队的强烈打击下，被迫全线撤退。到5月22日，中国军队先后收复枣阳、桐柏。至此，随枣战役基本结束，双方僵持对峙。除随县仍为日军占领外，双方基本恢复战前的态势。
随枣会战，至5月1日开战以来，历时20余天。期间中国军队共歼灭日军达一万余人。其中，张自忠的右翼兵团歼敌4000余人，缴获大批军用物资。自身伤亡4414人，生死不明者2702人，其中又以五十九军付出代价最大，伤亡达2153人，生死不明者2381人。
战后第五战区司令长官李宗仁对右翼兵团的奋勇作战予以很高评价。他在致张自忠的电报中说：“贵部于襄河以东地区亲率所属与敌血战，拼命牺牲，苦撑两周之久，给予敌以重大打击，已奠定抗战必胜之基础，且达消耗之目的，并抱牺牲至最后一兵一弹为止，尤为壮烈感佩。”
为感谢张自忠所部官兵的戍守之功，宜城县各界发起献旗运动，并编演话剧《渡河督战》颂扬张自忠的赫赫战功。张再三谦让，但宜城人民仍坚持到部队慰问。献旗大会宣读了献旗颂辞，表达了宜城人民对张自忠、冯治安两将军的敬仰、感激之情：
永定怒吼，抗日军兴；平津喋血，孰遏妖氛？
张冯二公，蔚为时杰；鲁阳挥戈，风云变色，
阵地转移，晋南会战；克敌临沂，勋名彪焕。
今年二月，棨战遥临；整军经武，士欢马腾。
穷寇突围，倾巢北犯；我公渡河，力疾督战。
节制诸军，苦撑兼旬；豫南鄂北，用集大勋。
凯旋自东，献旗于堂；褒鄂英姿，民不能忘。
张自忠渡河督战，对激励士气，扭转战局，作用很大。当然，对他亲临前线一事，也有不少异议。许多人认为他作为一个高级指挥官不顾自身安危，太过冒险，如有万一，将影响到整个战局和战区，实不应当。
但张自忠却认为自己首先是个中国军人，然后才是33集团军司令长官。自己不亲临前线，前线弟兄何以相堪，何谈士气鼓舞；自己不身先士卒，不怕牺牲，敢于带头牺牲，就没有资格命令部下去拼命。这不是他的性格，也不是他的一贯坚持的信仰和原则，他的良心也不允许他安坐后方发号施令。
其实，张自忠每战必亲临前线，还有更深一层的原因。至长城抗战以来，就抱着但求一死，以死来证明自己的清白；以死来报答国家、民族、长官；以死来唤起广大军民的抗战激情。因为作为一名军人，面对的日军的长驱直入，这是自己的耻辱，上不能保国家以安定，下不能保百姓以生命。
作为装备劣陋的五十九军，最初并没被那些“眼高于顶不抬头就看天”的“大日本皇军”的将领们看上眼。可是，张自忠平日练兵有素，作为高级将领，打起仗来能把生死置之度外，所以尽管他的兵力、装备都处于劣势，但却成为敌人最可怕的对手。
傲慢的板垣征四郎在临沂就瞧不起张自忠，结果是损兵折将，元气大伤，自己也被撤职。此次随枣会战，冈村宁次也没有把注意力放在这个“杂牌”军将领身上，到头来同样吃了霉头。
久而久之，日军官兵也渐渐领教了这位张某人的厉害。于是，他作为一个不好对付的敌手让日本人又恨又怕又尊敬他。张自忠甚至被他们冠以“现代关公”、“活关公”、“日本的宫本武藏”的称号。吃了张自忠亏的日军，正在酝酿着一场重大的阴谋，要治这个杂牌将军于死命。
战后张自忠鉴于中下级军官伤亡很大，这对军队的素质极为不利，为此，在驻马店成立了二十七军团（五十九军）干部训练团，用以培养初级军官。团长是张自忠兼任，董升堂任副团长，教育长由张克侠兼任。
注：上述本章数字来源于《梅花上将张自忠》等相关资料。
