Mất đi một trợ thủ đắc lực là Cao Thắng, quá thương tiếc Phan Đình Phùng đã làm hai câu liễn để thờ, và nhờ Võ Phát [13] soạn một đọc bài văn tế Nôm để cho ông đọc. Trong bài văn tế có đoạn:

Hào kiệt ấy tài,Kinh luân là chí;Vén mây nửa gánh giang sanVỗ cánh bốn phương hồ thỉ,Gặp quốc bộ đang cơn binh cách, nghĩa giúp vua chung nỗi ân ưu,Bỏ gia đình theo việc nhung đao, lòng đánh giặc riêng phần lao tuỵ;Địa bộ muốn theo dòng Nhạc mục, thét nhung bào từng ghê trận oai linh,Thiên tài toan học chước Võ hầu, chế súng đạn biết bao chừng cơ trí;Ơn quân tướng Đổng nhung vâng mạng, cầm ấn quan phòng,Tước triều đình Chưởng vệ gia phong, kéo cờ tân chế;Những chắc rằng: ba sinh có phước, hăm hở mài gươm chuốt đá, chí khuông phò không phụ với quân vương.Nào ngờ đâu! một sớm không chừng, mơ màng đạn lạc tên bay, trường chiến đấu biết đâu là số hệ;......Thôi! Thôi!Cửa tía lầu vàng đành kẻ khuất, đem thân bách chiến, để tiếng thơm cho tỏ mặt anh hùng.Súng đồng gươm bạc mặc người còn, truyền lệnh ba quân, thét hơi mạnh để xây nền bình trị.Thương ôi là thương,Kể sao xiết kể[14].

Trong sách Việt Nam vong quốc sử của Phan Bội Châu cũng có đoạn viết về Cao Thắng như sau:

...Ở hạt Hà Tĩnh, trong khoảng 11 năm, (nhiều người) đã liều mạng đánh nhau với Pháp, vất vả trăm trận đánh trở thành danh tướng một thời, trong số ấy nổi bật có Chưởng doanh nghĩa binh là Cao Thắng,... Thắng quả cảm, thiện chiến, thấy một cái súng Tây mà có thể y theo kiểu chế tạo ra tinh xảo không kém gì của Pháp. Đánh nhau với Pháp, ông đã chém được đầu những quan một, quan hai của Pháp, quân Pháp đã phải khuyên nhau hễ gặp Thắng là phải tránh đi. Giá mà trong nước có được mấy trăm ông Thắng thì người Pháp chả phải rút về Tây ư?... Thắng chết, người Pháp đốt chỗ làng (ông) quật mộ ông lên... Tiếc thay! (Nguyễn) Chanh, Thắng chết rồi, Hà Tĩnh không có danh tướng nữa...[15]

Hiện nay ở Khê Thượng (Hương Khê) và thôn Cao Thắng (Sơn Lễ, Hương Sơn) đều có đền thờ Cao Thắng. Ngoài ra, tên ông còn được dùng để đặt tên cho nhiều trường học và đường phố tại Việt Nam.