Sau khi cuộc tấn công của Quân Giải phóng diễn ra, Không quân Hoa Kỳ tiến hành oanh tạc Hà Nội và Hải Phòng cùng những hoạt động phóng ngư lôi phong toả các hải cảng ở miền Bắc Việt Nam.[21] Tuy nhiên, sau một thời gian ngắn, bằng nhiều biện pháp khác nhau công binh và hải quân nhân dân Việt Nam đã phá gần hết số ngư lôi và thủy lôi, giúp hoạt động thương mại đường biển không bị đình trệ.[22][23][24][25][26][27]

Sau khi chiến dịch tạm ngưng, QLVNCh trở nên kiệt sức trong khi Quân đội Mỹ chính thức không còn khả năng tham gia cuộc chiến thêm nữa do phí tổn lớn, hiệu quả thấp và chịu nhiều sức ép của dư luận Mỹ và thế giới. Sau chiến dịch này, hệ thống tình báo của Mỹ đã bộc lộ nhiều điểm yếu khi họ dự báo Quân Giải phóng sẽ tấn công lên Tây Nguyên chứ không tấn công vào Quảng Trị và các khu vực nam vỹ tuyến 17.[28] Trong khi đó, báo le Figaro của Pháp nhận định việc Quân Giải phóng mở Chiến dịch Trị Thiên trước chuyến thăm của R.Nixon tới Trung Quốc vào tháng 2 và mở Chiến dịch Bắc Tây Nguyên trước vài ngày chuyến thăm Liên Xô của R.Nixon vào tháng 4 cho thấy Việt Nam Dân chủ Cộng hòa và Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam cũng nhằm thể hiện quyết tâm không để các nước lớn quyết định vận mệnh của họ. Hoạt động của Quân Giải phóng đã khiến chuyến thăm Liên Xô của Nixon đã hoàn toàn thất bại trong việc kêu gọi Liên Xô gây sức ép với Việt Nam do Quân Giải phóng đã đi trước một bước, khiến các cường quốc lâm vào một sự đã rồi.[29]

Mặc dù, cả QGP và Quân đội Mỹ đều tuyên bố chiến thắng nhưng thực chất chiến lược Việt Nam hóa chiến tranh của Mỹ đã chính thức thất bại khi ngày 15/4/1972, Tổng thống Nixon tuyên bố gia tăng các cuộc oanh tạc, kể cả những vùng đông dân cư, như tướng Abrams yêu cầu.[30] Theo nhà báo Jean Lacouture thì các cuộc oanh tạc của Mỹ vô tác dụng trước ý chí quyết tâm của dân tộc Việt Nam.[31]

Sau chiến dịch, QLVNCh hoàn toàn kiệt sức khi ngay trong tháng đầu tiên của chiến dịch, một phần ba quân số của họ, tương đương với 5 sư đoàn thương vong nặng nề. Một phần ba khác bị thương vong từ nhẹ đến trung bình. Đặc biệt, gần một nửa trong số 40 tiểu đoàn của các đơn vị ưu tú như nhảy dù, biệt động quân và thuỷ quân lục chiến thiệt hại. Báo The Guardian của Anh nhận định, với chiến thuật "đánh điểm, diệt viện" từng nhiều lần thành công trong quá khứ đã giúp cho QGP tiếp tục làm kiệt quệ QLVNCh trong giai đoạn sau của chiến dịch. Cộng thêm với khả năng chiến đấu yếu kém của các tân binh, QLVNCh đã không thể phá thành công bất kỳ vòng vây của QGP. Sau chiến dịch, QGP chuyển sang củng cố khu vực kiểm soát và thực hiện vây lỏng.[32]

Tuy rằng hiệu quả chiến đấu của QLVNCh, thua nhiều trận và họ phải chịu thương vong rất lớn (khoảng 40.000 lính chết và 140.000 bị thương), nhưng cuối cùng quân đội này đã trụ vững với sự hỗ trợ của các cố vấn Mỹ và hỏa lực yểm trợ mạnh mẽ của Mỹ từ trên không, trong đó phải kể đến các phi vụ B-52 liên tiếp rải thảm xuống đội hình đối phương. Việt Nam Cộng hòa và Mỹ tin rằng chính sách Việt Nam hóa chiến tranh đã chứng tỏ hiệu lực[33], bởi họ đã đẩy lui được cuộc tổng tấn công lớn nhất từ trước đến nay của QGP. Song nhận định này có phần lạc quan quá mức, bởi thực tế rằng phải nhờ có hỏa lực mãnh liệt của không quân Mỹ mà quân VNCH mới có thể trụ vững. Ngoài ra, các điểm yếu nội tại trong chiến thuật của Việt Nam Cộng hòa đã xuất hiện trở lại và ngày càng trầm trọng, khi họ tỏ ra quá phụ thuộc vào yểm trợ hỏa lực của Mỹ, điều này đã bị đối phương nắm bắt và tận dụng sau đó.

Quân Giải phóng đã sử dụng 14 sư đoàn và 26 trung đoàn độc lập (phần lớn số quân chính quy) cho cuộc tấn công, đã thiệt hại lớn về quân số và trang bị. Khoảng 250 xe tăng và xe thiết giáp (gồm các loại xe tăng T-34, T-54, PT-76 và BTR-50) được huy động.[34][35]. Một nguồn của Mỹ ước tính 50.000-75.000 cán bộ - chiến sĩ Quân Giải phóng đã chết và bị thương trong chiến dịch[36] (thực tế, con số của Mỹ đã bị thổi phồng do số liệu xe tăng của QGP bị tiêu diệt còn cao gần gấp đôi số lượng xe tăng họ có và chiếm được của đối phương[37]). Tuy nhiên, họ đã giành được quyền kiểm soát lâu dài tại một nửa diện tích của 4 tỉnh miền Trung Quảng Trị, Thừa Thiên, Quảng Nam, và Quảng Tín — cũng như các vùng ven phía Tây của các Vùng II và III Chiến thuật (khoảng 10-20% diện tích miền Nam). Hà Nội và Lộc Ninh cũng tin rằng họ đã giành được vị thế mạnh hơn tại cuộc đàm phán hòa bình ở Paris.[3]

Về phía Quân Giải phóng, sau chiến dịch này, mặc dù nhiều mục tiêu quan trọng như An Lộc hay Kon Tum họ không hạ được mà chỉ vây lỏng hay kiểm soát được các điểm chiến lược nhưng thế và lực của họ đã hơn hẳn, khi đã kiểm soát được nhiều vị trí chiến lược. Ví dụ như cảng Cửa Việt, đây là một trong những cửa ngõ thuận lợi để nhận chi viện từ miền Bắc qua đường biển. Các cuộc tấn công của họ chỉ thực sự giảm cường độ khi phái đoàn Hoa Kỳ tại Hội nghị Paris chấp nhận các nguyên tắc có lợi cho Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam và Việt Nam Dân chủ Cộng hòa, đặc biệt là vấn đề Mỹ phải rút quân. Việc Quân Giải phóng không hạ hoàn toàn được An Lộc và Kon Tum khiến phái đoàn Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam và phái đoàn Việt Nam Dân chủ Cộng hòa chấp nhận để chính quyền Nguyễn Văn Thiệu tồn tại đến khi tổ chức Tổng tuyển cử thành lập chính quyền liên hiệp ba thành phần ở miền Nam.[38]

Theo đánh giá của Mỹ, Hà Nội và Lộc Ninh đã mắc phải 2 sai lầm khi tính toán về năng lực của đối phương.

• Đánh giá thấp khả năng chiến đấu của QLVNCh, tuy quân đội này tỏ ra yếu kém về tinh thần chiến đấu và chỉ huy, nhưng vào năm 1972 vẫn là một trong những quân đội được trang bị tốt nhất thế giới nhờ vào lượng vũ khí viện trợ rất lớn của Mỹ.
• Không lường được hết sự hủy diệt cực mạnh của không lực Mỹ đối với đối phương trên chiến trường truyền thống. Các chỉ huy QGP đã không tận dụng lực lượng vũ trang địa phương, mà sử dụng quân chủ lực liên tiếp đánh trực diện vào các phòng tuyến mạnh, nên phải chịu sự oanh tạc mạnh của máy bay Mỹ.

Sau nhiều tháng chiến đấu, mặc dù vẫn còn sức chiến đấu tiếp nhưng để củng cố và tăng cường lực lượng, QGP cũng cần một khoảng thời gian hưu chiến tạm thời. Việc quân đội Mỹ vẫn còn ở Việt Nam lúc đó khiến cán cân lực lượng chưa nghiêng hẳn về phía Quân Giải phóng, họ chưa thể đánh dứt điểm đối phương trong khoảng thời gian từ cuối năm 1972 đến giữa năm 1974, đặc biệt khi QLVNCh vẫn còn ưu thế về không quân trong khi Quân Giải phóng chưa thể triển khai lực lượng không quân nào ở miền Nam.[39]

Tuy nhiên, Hà Nội và Lộc Ninh nhanh chóng tận dụng được những gì giành được. QĐNDVN đã lập tức hỗ trợ QGP 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, hơn 20% hàng chuyển vào cho chiến trường miền Nam được đi qua đây.[40]

Tại Paris, đàm phán hòa bình tiếp diễn, nhưng lần này, cả hai bên cùng đồng ý thỏa hiệp. Mỹ và Việt Nam Cộng hòa đồng ý chấp nhận ngừng bắn tại chỗ, thừa nhận Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam là một trong 2 chính phủ tồn tại song song tại miền Nam Việt Nam (tức là ngang hàng với Việt Nam Cộng hòa), và Mỹ rút quân hoàn toàn ra khỏi Nam Việt Nam. Tuy nhiên, do thắng lợi đã đạt được, phía Việt Nam Dân chủ Cộng hòa và Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam tiếp tục không thừa nhận chính quyền Sài Gòn. Các điểm này thực tế đã đủ để thỏa mãn các tiêu chí cho chiến thắng mà Hà Nội và Lộc Ninh đã đề ra trước khi cuộc tổng tấn công bắt đầu.[41] Còn Việt Nam Dân chủ Cộng hòa và Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam đồng ý để tổng thống Nguyễn Văn Thiệu tiếp tục giữ quyền lực cho đến khi thành lập được chính phủ liên hiệp ba thành phần tại miền Nam để tổ chức Tổng tuyển cử thống nhất về nhà nước với miền Bắc (gồm Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam, lực lượng thứ ba, cuối cùng là Việt Nam Cộng hòa-trừ Thiệu và nội các).

Đến đây, trở ngại duy nhất đối với một cuộc dàn xếp là Nguyễn Văn Thiệu. Thất bại của Mỹ trong việc thuyết phục tổng thống Thiệu đã dẫn đến việc ngừng đàm phán vào tháng 12. Tiếp đó là chiến dịch Linebacker II đánh phá miền Bắc Việt Nam nhưng thất bại, do vậy Mỹ quay sang gây áp lực buộc Nguyễn Văn Thiệu chấp nhận kết quả thương lượng hồi tháng 10, trước khi các bên quay lại đàm phán. Hiệp định hòa bình Paris được kí vào tháng 1 năm 1973 với nội dung cơ bản giống với bản đã được kí tắt hồi tháng 10, với điều khoản quan trọng nhất là cho phép Quân đội Nhân dân Việt Nam ở lại miền Nam hỗ trợ Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam ở các vùng mà họ đã kiểm soát được. Hiệp định ngăn Mỹ viện trợ cho Việt Nam Cộng hòa nhưng không ngăn Việt Nam Dân chủ Cộng hòa chi viện cho Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam cũng như không ngăn các nước Xã hội Chủ nghĩa tiếp tục viện trợ cho Việt Nam Dân chủ Cộng hòa. Trên thực tế, sau khi Hiệp định được ký kết, Mỹ vẫn tiếp tục viện trợ cho Việt Nam Cộng hòa bất chấp sự phản đối của Chính phủ Cách mạng lâm thời Cộng hòa miền Nam Việt Nam và Việt Nam Dân chủ Cộng hòa.