Trong giai đoạn 1 chiến dịch, Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam đã loại khỏi chiến đấu 27.458 lính, bắt 3.388 lính, phá hủy và thu giữ 636 xe tăng - xe thiết giáp, 1.870 xe quân sự các loại, 429 khẩu pháo các loại, bắn rơi và phá hủy 340 máy bay và trực thăng. QLVNCH gặp thất bại cơ bản, phải bỏ chạy về Huế. Quân Giải phóng kiểm soát hoàn toàn tỉnh Quảng Trị và 3 xã thuộc huyện Hương Điền, tỉnh Thừa Thiên, hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ chiến lược đề ra[26].

Đây là lần đầu tiên Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam tiến hành thắng lợi một chiến dịch tiến công binh chủng hợp thành quy mô lớn, tiêu diệt một bộ phận quan trọng sinh lực, phương tiện chiến tranh của Mỹ-VNCH; tiêu diệt nhiều trung đoàn, đánh quỵ một sư đoàn quân VNCH; kiểm soát hoàn toàn một tỉnh[26].

Trong giai đoạn sau, Mỹ-VNCH huy động lực lượng rất lớn để phản công, đặc biệt là Mỹ huy động không quân đánh phá rất ác liệt. Thiệt hại về quân số của 2 bên rất lớn: Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam có trên 14.000 người chết, hàng vạn người khác bị thương. Tuy nhiên, QLVNCH cũng chết hoặc bị thương gần 30.000 quân, bị kiệt sức không chiếm lại được Đông Hà và cảng Cửa Việt. Thắng lợi của chiến dịch tiến công Trị Thiên cùng với các hướng tiến công khác tạo ra cục diện mới trên chiến trường ngày càng có lợi cho Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam trong cuộc tiến công chiến lược 1972, trong đó trực tiếp là tạo thế và lực cho Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam tiến hành chiến dịch phòng ngự Quảng Trị (28-6-1972 đến 31-1-1973) thắng lợi, góp phần buộc Mỹ và chính quyền Sài Gòn phải ký kết Hiệp địch Paris chấm dứt chiến tranh, lập lại hoàn bình ở Việt Nam.[26]

Sau 1 năm trời chiến đấu ở cả ba chiến trường chính và những hướng phối hợp, cùng với cả ba mặt trận đấu tranh (chính trị, quân sự, ngoại giao), đi đến lệnh ngừng bắn vào tháng 1/1973. Ba kết quả chính trị quan trọng nhất mà Việt Nam Dân chủ Cộng hòa và Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa Miền Nam Việt Nam đạt được là Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa Miền Nam Việt Nam có được địa vị chính trị hợp pháp đối với quốc tế và ở miền Nam, Quân đội Hoa Kỳ phải rút về nước trong khi quy chế của Quân đội Nhân dân Việt Nam ở miền Nam không được Hiệp định Paris đề cập. Điều này được phía Việt Nam Dân chủ Cộng hoà và Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa Miền Nam Việt Nam coi là một thắng lợi về tiến hành chiến tranh phối hợp giữa các hoạt động: quân sự - chính trị - ngoại giao chứ không đơn thuần chỉ là thành quả về quân sự.[cần dẫn nguồn]

Về quân sự, Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam cũng nhanh chóng tận dụng được những gì giành được trong chiến dịch. Họ lập tức bắt đầu mở rộng các hành lang hậu cần từ Lào và Campuchia vào miền Nam Việt Nam. Các cơ sở tại Cửa Việt và Đông Hà được nhanh chóng mở rộng, trong vòng 1 năm, tạo điều kiện để hơn 20% hàng hóa chuyển vào cho chiến trường miền Nam đã được đi qua đây.[27]