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七时五十二分，巴拉圭陆军第一师弹药不足、重武器匮乏的恶果渐渐显现出来，在巴西共和国军队平稳推进的攻势下，巴拉圭陆军第一师迅速面临被包围的危险。
傍晚八时零一分，眼见解救被分割部队的行动失败，为了避免更大的损失，恩格罗德斯将军只能做出舍弃被分割部队的决定，选择带领剩余部队，向外突围。
傍晚八时三十七分，恩格罗德斯带领大约3400名巴拉圭士兵，突破巴西共和国军队的拦阻，成功突围，而剩余3000多名士兵则彻底陷入巴西共和国的包围圈。
凌晨十二时，发生在亚松森东郊森林谷地内的战斗渐渐停歇，傍晚一役，巴西共和国方面以两倍于巴拉圭军队的兵力对比，取得了战斗的胜利，击雹俘虏巴拉圭陆军第一师所部3200余名士兵，本方伤亡人数2600余人，
而巴拉圭方面，巴拉圭陆军第一师虽然逃脱了被全歼的命运，但是主力部队损失过半，剩余的部队丧失了增援亚松森守军的能力，从这一方面来，森林谷地一战，巴西共和国方面不仅取得了战术上的胜利，在全局战略方面，也取得了有利于本方的胜利。
森林谷地战役结束，巴西共和国军队打扫完战场后，于第二日早上八时启程返回亚松森前线。
9月16日中午，伏击巴拉圭陆军第一师所部的巴西共和国军队抵达亚松森前线，而且与他们一同返回亚松森的还有近3000饶巴拉圭陆军第一师所部的俘虏。
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