一日之内歼灭包括15000俄军在内的博格多汗国叛军主力，轻松攻下库伦，是中国军队继北满、东蒙两次大胜之后取得有又一次辉煌的胜利。虽然这一战毙伤的敌军并不多，但是这次胜利的重要性比起前两次来，有过之而无不及。它意味着俄军在外蒙的主力被中国军队以绝对劣势的兵力轻松粉碎，在整个蒙古高原，已经没有一支军事力量能够与先遣队抗衡了。
以区区8000人的先遣队加数千俘虏一战歼灭80000敌军，拿下库伦，这样的胜利让全世界侧目，蔡锷这个名字如同一颗冉冉升起的巨星，闪耀在历史的天空中，再也没有人能够忽视他的光芒了。此前在北满、东蒙两次战役他都是与俄军正面硬碰，跟俄军打出了一比四的交换比，让俄军胆寒，但是也让中国军队损失了大批老兵和基层军官，黑衣军还好，北洋军内部一些将领对他不是很服气，说他只会硬碰硬和迂回侧击，能击败俄军并不是他有多大的能耐，有黑衣军这等强军在手，让他们来指挥都能打出这样的战绩。但是骷髅谷之战证明，他绝对不是只会硬碰硬和迂回侧击这两招。此战，面对十倍于己的敌军，他巧妙地利用战俘组成的志愿部队顶住了敌军的第一波攻势，然后诈败逃遁，将敌军引入了骷髅谷这等兵家绝地，然后一把火将近20000敌军给烧成了灰，再指挥先遣队挟此大胜之余威兵分两路，直扑宗莫德和库伦，以迅雷不及掩耳之势将二地一举拿下！抛砖引玉、偷梁换柱、诱敌深入、关门捉贼、火攻、闪击……这些兵法上被人说烂了的计策他信手沾来，谈笑间博格多汗国举国之兵尽皆覆没，红旗插到了夏宫屋顶，这一战虽然很短暂，但过程之精彩，战果之辉煌，令人瞠目结舌。
据说蔡锷本来可以杀伤更多敌军，要不是军中的蒙古籍战士求情，追随俄军一路追杀过来的40000博格多叛军怕是也要与俄军一起被烧成灰。他心软了，没等博格多叛军进入骷髅谷便下令开炮，让博格多叛军捡回了一条命。即便如此，他们也还是有3000多人被烧死。