联军中实力最强的义勇军撤退，给盛世才率领的讨伐联军起到了釜底抽薪的效果。其余部队抵挡不住马仲英的猛烈攻势纷纷后撤，最终演变成一场大溃败。
义勇军不打招呼就撤回迪化致使联军大败的事实，让盛世才对郑润成的怀疑和怨恨越来越深，已经到了完全不能化解的地步。
民国二十二年十一月二十三日，盛世才召开军事会议。和对付陈中、陶明樾、李笑天如出一辙，在会场中当场逮捕了郑润成、杨耀钧、应占斌、苏国等十余位抗日义勇军主要将领，规划军主将安东诺夫和巴品古特同时遭到逮捕。所有被捕人员均羁押于督办公署院内的特别监狱。
同年底，马仲英围困迪化城。盛世才为翦除隐患，将郑润成等于隔年一月杀死在狱中，弃尸荒郊，尸骨难寻。
至此，这支从苏联历尽万难撤回国内，并始终盼望着入关抗日的义勇军英雄部队和另一支曾经享誉国内外的白俄归化军彻底湮灭于历史的长河之中。
十二月，盛世才再次以涉嫌谋叛的罪名，将新疆省临时主席刘文龙及其全家软禁，逼其交出所有权利。随后将刘文龙枪毙，又指定年迈多病的老官僚朱瑞墀为省主席。次年3月，朱瑞墀病死。至此，盛世才完全掌握了新疆省的军政大权，开始了其对新疆长达十一年之久的军阀统治，人称“新疆王”。