Dù quân Pháp đã phải gia tăng quân số lên đến 16.000 người, họ đã không thể nào lật ngược được thế cờ.[8] Toàn bộ quân Pháp ở Điện Biên Phủ bị tiêu diệt và bị bắt làm tù binh. Thiệt hại về phía Pháp là 1.747 tới 2.293 người chết, 5.240 tới 6.650 người bị thương, 1.729 người mất tích và 11.721 bị bắt làm tù binh. Toàn bộ 17 tiểu đoàn bộ binh và lính dù, 3 tiểu đoàn pháo binh, 10 đại đội Quân đội Quốc gia Việt Nam bị tiêu diệt. Tổng số sĩ quan và hạ sĩ quan bị diệt và bị bắt là 1.706, gồm 1 chuẩn tướng, 16 đại tá và trung tá, 353 sĩ quan từ thiếu úy đến thiếu tá. Thiệt hại về phía Mỹ là 2 phi công chết và 1 bị thương.

Về không quân, Pháp bị tổn thất 59 phi cơ bị phá hủy (38 chiếc bị bắn rơi, 21 chiếc bị phá hủy khi đậu trên sân bay), trong đó có 3 máy bay khác bị phá hủy trước ngày 13 tháng 3 năm 1954, 2 trực thăng cũng bị phá hủy. Ngoài ra còn có 186 phi cơ khác bị trúng đạn và hư hại ở các mức độ khác nhau. Phía Mỹ có 1 phi cơ C-119 bị bắn rơi. Về trang bị nặng, Pháp mất toàn bộ trang bị vũ khí, xe tăng và pháo binh ở Điện Biên Phủ. Phía QĐNDVN thu giữ 3 xe tăng, 28 đại bác, 5.915 súng các loại, 20.000 lít xăng dầu cùng rất nhiều đạn dược, quân trang quân dụng khác.

Thiệt hại về phía Quân đội Nhân dân Việt Nam theo hồ sơ quân y của Việt Nam là 4.020 người chết,[3] 9.691 người bị thương,[25] và 792 mất tích.[3] Hiện nay tại Điện Biên Phủ, có 3 nghĩa trang liệt sĩ trận này là nghĩa trang phía gần đồi Độc Lập, nghĩa trang gần đồi Him Lam và nghĩa trang gần đồi A1, lần lượt các nghĩa trang trên có 2.432 ngôi, 896 ngôi và 648 ngôi mộ, tổng cộng là 3.976 ngôi. Do một trận lũ lớn vào năm 1954 cuốn trôi các bia mộ nên 3.972 mộ đều là liệt sĩ vô danh. Chỉ có 4 ngôi được đặt riêng biệt là mộ các anh hùng Bế Văn Đàn, Phan Đình Giót, Tô Vĩnh Diện, Trần Can là còn biết được (xem thêm Danh sách Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân trong Chiến dịch Điện Biên Phủ).

Ngày hôm sau, 8 tháng 5 năm 1954, Chủ tịch Hồ Chí Minh gửi thư khen: "Quân ta đã giải phóng Điện Biên Phủ, Bác và Chính phủ thân ái gửi lời ngợi khen cán bộ, chiến sĩ, dân công, thanh niên xung phong và đồng bào địa phương đã làm tròn nhiệm vụ một cách vẻ vang. Thắng lợi tuy lớn nhưng mới là bắt đầu. Chúng ta không nên vì thắng mà kiêu, không nên chủ quan khinh địch. Chúng ta kiên quyết kháng chiến để tranh độc lập, thống nhất, dân chủ, hòa bình. Bất kỳ đấu tranh về quân sự hay ngoại giao cũng đều phải trường kỳ gian khổ mới đi đến thắng lợi hoàn toàn..."

Sau đó, Chủ tịch Hồ Chí Minh đến gặp và chúc mừng Bộ Tổng Tham mưu và Đại tướng Võ Nguyên Giáp. Tại đây, bằng kinh nghiệm chính trị, ông đã nói một câu chúc mừng kèm dự đoán chính xác: "Chúc mừng chú [Võ Nguyên Giáp] thắng trận. Nhưng đừng chủ quan, còn phải đánh với Mỹ nữa. Sớm muộn gì chúng cũng sẽ nhảy vào Đông Dương thế chỗ Pháp".