志愿军轰炸机群剩下的 5 架轰炸机在 15 时 20 分 10 秒到达大和岛灯塔附近上空投弹，弹着全部偏离目标区，只在沙滩上炸出几个大洞。轰炸机群投弹完毕，左转北飞至铁山半岛，再返回浪头机场降落。
美军机群则大约在同时转向脱离战斗返航，伊凡斯回忆道：“机群脱离战斗，在逐渐转暗的暮色下低掠飞向开阔海域……每个人都在加速爬升，一边为着油量冷汗直冒──油量低得让你都不敢去看油表──同时计算着要如何返回遥远的基地。在我们上空极高处还有许多条米格机的凝结尾云，不晓得是什么原因它们没有接到命令参加这场大戏──我们运气实在不错。我记得地面航管人员通报说空中共有 14 群米格机，那是前所未有的数字，米格机一定是倾巢而出了。”（注 74）不过，这时候并不是所有的 F-86 都已经踏上归途，伊凡斯当然不知道，巴尔顿的飞机被多架米格机纠缠，还在大和岛附近上空苦苦支撑着。
巴尔顿使出浑身解数想要摆脱追击的米格机，可是每次当他眼看就要成功，却都有另外的米格机出现来攻击他，他不得不一次又一次地利用 F-86 的机动性来躲避米格机的炮火。在闪躲之中，1 发炮弹击中他的右翼，把油箱盖给打掉了，他赶紧呼叫求援。来援助他的不是别人，正是他同寝室的室友戴维斯。戴维斯听到他的呼救，告诉他：“我的油料也不够了，不过我会过来救你，撑着点。”（注 75）
这时，巴尔顿已经下降到约 350 米的低空，总算轻松了一点，因为除 了1 架米格机仍然穷追不舍外，其它米格机都已经掉头北去。这时，戴维斯赶来，发现在 1,000 米高度有 1 架喷气机，于是他就用无线电要求巴尔顿做一些转弯动作。巴尔顿照着做了，戴维斯发现前面那架飞机没有反应，显然不是巴尔顿的飞机，他就从后上方高速接近然后开火。米格-15 没有防备，被打个正着，中弹后破片四散，坠落于大和岛外海，由于高度不高，坠海前很可能连无线电呼救都来不及。击落这架米格-15 后，戴维斯找到巴尔顿一起返回基地。
F-86 返航到达金浦机场后，也是一片混乱，每架 F-86 都想早点降落，没发生撞机的意外也算得上是奇迹了。伊凡斯回忆：“我做了个长长的惰速滑降，着陆的时候油量表指着 15 加仑──幸好我在该脱离战斗的时候就脱离了。每个人状况都很危急，但全都安然降落。就算是事先预演过，也不可能做得更好。”（注 76）
带伤的马歇尔在僚机豪内克的耐心引导下，对准跑道开始滑翔下降，这时另 1 架 F-86 突然切进来，马歇尔回忆道：“1 架无声无息的 F-86 在我前方数英尺处切进来，它的起落架已经放下。我们挤在同一空域，得有个人要让开才行！但不该是我，我是在紧急状态。约翰（豪内克）和塔台呼叫该架不知名飞机，要他马上转向，让路给我。在跑道旁的吉普车对该机打了一发红色信号弹，但是那名飞行员完全不理不睬。眼看着我们就要一起降落在同个地方，我只好不顾伤痛和飞机的状况，油门推到底加力转向，回头再来一次。”（注 77）马歇尔没提到这名插队降落的飞行员的名字，只说此人是朝鲜战争中的王牌之一，而且是他的好友，因为燃料耗尽、发动机熄火，正在无动力滑降（dead stick）之中，而且无线电失灵，无法联络塔台，只好硬生生地插队，幸好没酿成大祸。
这名抢着降落的飞行员是谁，现在已经无法知道了。但当天在返航途中，戴维斯油料耗尽发动机熄火，用无动力滑降方式进场降落。除了戴维斯之外，还有另外 2 架飞机也油尽熄火，无动力滑翔降落。至于其他有多少架 F-86 机根据紧急程序，在返航途中关掉发动机滑翔节省油料，到机场附近才再打开发动机降落，由于没有纪录所以无法确认，但是如果以伊凡斯的油料状况来看，这么做的 F-86 机应该不在少数。从这些缺油或无油却还能安全降落的飞行技术来看，当天出击的美军飞行员的确称得上个个都是高手。
大和岛空战後合照：（左起）乔治·戴维斯少校，宾·普雷斯顿上校，温斯顿·马歇尔少校。
戴维斯比了六根指头，马歇尔比五根指头，表示他们在这次空战中成为王牌
在战果方面，美国空军官方公布的战果是：
乔治·戴维斯（George Davis）击落 3 架图-2 和 1 架米格-15； 温斯顿·马歇尔（Winston W. Marshall）击落 1 架图-2 和 1 架拉-11； 雷蒙德·巴尔顿（Raymond Barton）击落 1 架图-2； 罗伯特·阿金（Robert W. Akin）击落 1 架图-2； 约翰·勃克（John J. Burke）击落 1 架图-2； 道格拉斯·伊凡斯（Douglas K. Evans）击落 1 架图-2； 约翰·豪侯内克（John W. Honaker）击落 1 架拉-11； 班杰明·普雷斯顿（Benjamin S. Preston Jr.）击落 1 架拉-11。
合计击落 8 架图-2 轰炸机、3 架拉-11 歼击机以及 1 架米格-15。
损失方面，第 4 联队出动的飞机有 4 架 F-86 受伤，但是全数安全返回基地。除了马歇尔座机被击中 3 发机炮炮弹，受伤较重外，其他 3 架（包括巴尔顿，他的右翼 被1 发米格-15 的 23 毫米炮弹击中，油箱盖被打掉）都只是轻微受损；（注 78）人员则仅有马歇尔轻伤。
这次作战的结果对 10 月 23 日“黑色星期二”B-29 机群遭到苏联米格机痛击的远东航空军来说，显然是重振士气的一次大胜利。
乔治·戴维斯少校在大和岛空战後拍摄的王牌纪念照。
此机是 334 中队长迪克·克雷顿的座机，上面的五颗红星是克雷顿的战绩
志愿军空军以往对此役公布的损失是 4 架图-2（宋凤声、梁志坚、张孚琰、毕武斌）及 3 架拉-11（余长富、周宗汉、何岳新）被击落，4 架图-2 受伤，拉-11 受伤情形不详，轰炸机群对大和岛目标投弹完成任务，空 3 师 7 团的米格机远在身弥岛巡逻，未能参战。人员方面，被击落的 4 架图-2 上机组员共 16 人，除陈海泉获救外，其余 15 人全数阵亡，3 名拉-11 飞行员及 1 名米格-15 飞行员阵亡，合计阵亡 19 人，受伤人员不详。
而这些螺旋桨轰炸机和歼击机对抗当时最先进喷气机的战果却十分惊人：轰炸机第 3 中队中队长邢高科座机机通信长刘绍基以机炮击落 1 架 F-86，空 2 师 4 团第 3 大队副大队长王天保击落 1 架 F-86、另击伤 3 架，空 2 师 4 团第 1 大队大队长徐怀堂击落 1 架 F-86，副中队长王勇及刘卓生各击伤 1 架 F-86，合计击落 3 架 F-86，击伤 5 架，并且大肆宣扬这是空战史上首次以活塞式歼击机和轰炸机击落喷气式战斗机的先例。（注 79）