Mặc dù phải rút khỏi Lạng Sơn, nhìn tổng thể thì quân Pháp vẫn chiếm ưu thế, cộng với các chiến thắng trên biển, khiến cho Lý Hồng Chương phải ký một hiệp ước gây nhiều tranh cãi ngày 6 tháng 9 năm 1885. Theo hiệp ước này, nhà Thanh chấp nhận Hòa ước Huế và từ bỏ quyền bá chủ trên lãnh thổ Việt Nam. Không lâu sau An-nam (Trung kỳ) và Bắc kỳ bị sáp nhập vào miền Nam kỳ thuộc Pháp. Ảnh hưởng đáng kể nhất của cuộc chiến với Pháp là nó hạ bệ chính phủ lâu năm của Ferry.

Bản Hiệp ước này gây nhiều tranh cãi đến mức Lý Hồng Chương và chính quyền nhà Thanh phải chịu nhiều chỉ trích nặng nề, đồng thời tạo ra một làn sóng ái quốc khắp Trung Hoa. Cuộc chiến tranh là một bước quan trọng trong quá trình sụp đổ của nhà Thanh, do bị mất uy tín và do sự hủy diệt Nam dương Hạm đội. Nó cũng chỉ ra những yếu kém trong hệ thống quân sự cuối đời nhà Thanh, khi mà các đơn vị địa phương quân, cũng như bắc quân (gồm cả hải-lục quân) từ chối tham chiến. Tuy không bị thất bại trên chiến trường, nhưng các mục tiêu chính trị mà nhà Thanh đặt ra đều không thực hiện được, như ngăn chặn sự hiện diện quân sự của Pháp ở Bắc Việt, nhà Thanh phải chấp nhận mất nước chư hầu Việt Nam và chấp nhận tất cả các hòa ước mà Pháp đã ký với nhà Nguyễn. Về mặt quân sự, tuy các tổn thất nhân mạng có thể chấp nhận được, thì các thiệt hại vật chất rất to lớn và khó bù đắp. Hạm đội Phúc Kiến (tức Nam Dương hạm đội) bị hủy diệt, cảng Phúc Châu bị phá hủy, tổn thất về khí tài, chi phí quân sự, thiệt hại kinh tế của nhà Thanh lên đến 100 triệu lạng bạc, đồng thời mắc nợ thêm 20 triệu lạng bạc nữa[15].

Hệ quả chính trị là phái cải cách trong chính phủ nhà Thanh hoàn toàn mất uy tín và bị gán trách nhiệm cho thất bại. Phong trào Tự cường thực hiện được hai mươi năm nay bị phá sản. Việc mất Việt Nam cũng mở đường cho Đế quốc Anh đặt yêu sách lên nhà Thanh đòi tách Miến Điện khỏi vùng ảnh hưởng của Trung Quốc vào năm 1885 (dù vẫn chấp thuận để Miến Điện tiếp tục triều cống), và Nhật Bản nhân cơ hội bắt đầu tỏ ý nhòm ngó Triều Tiên.