Không có số liệu chính xác về số người đã chết đói trong nạn đói này, một số nguồn khác nhau ước tính là từ khoảng 400.000 đến 2 triệu người đã bị chết đói tại miền bắc Việt Nam. Đây là tỷ lệ chết đói rất cao, vì dân số toàn Việt Nam năm 1945 chỉ khoảng 23 triệu, trong đó khoảng 8 triệu sinh sống ở các tỉnh xảy ra nạn đói.

Tháng 5/1945, 7 tháng sau khi nạn đói bùng nổ tại miền bắc, toà khâm sai của triều đình Huế tại Hà Nội ra lệnh cho các tỉnh miền Bắc phúc trình về tổn thất. Có 20 tỉnh báo cáo số người chết vì đói tổng cộng là hơn 380.000, chết vì bệnh – không rõ nguyên nhân – là hơn 20.000, tổng cộng 400.000 cho riêng 20 tỉnh ở miền Bắc. Tháng 10/1945, theo báo cáo của 1 quan chức quân sự của Pháp tại Đông Dương khi đó là tướng Mordant thì khoảng 500.000 người chết. Tổng số người chết thực tế phải cao hơn nhiều con số đó, vì có nhiều người bỏ quê đi ăn xin rồi chết ở nơi khác, thi thể được dân quanh đó vội vã đem chôn nên không thống kê được.

Toàn quyền Pháp Jean Decoux thì viết trong hồi ký của ông về thời kỳ cầm quyền tại Đông Dương "À la barre de l’Indochine" – là có 1 triệu người miền Bắc chết đói. Năm 1959, Chính phủ Nhật Bản đã đàm phán với chính phủ Ngô Đình Diệm về việc bồi thường chiến tranh, phía Nhật cho rằng có khoảng 300.000 nạn nhân chết đói, trong khi chính phủ Ngô Đình Diệm đưa ra con số 1.000.000 người. Mức bồi thường cuối cùng được thống nhất là 14 tỉ 40 triệu yên (khoảng 39 triệu đôla Mỹ) vào năm 1960, chia ra thì mỗi mạng người Việt chết đói chỉ tương đương 39 USD, bằng một nhúm tiền lẻ.[17]

Về sau, qua khảo sát hộ khẩu các tỉnh miền bắc, các nhà sử học Việt Nam ước đoán là từ 1-2 triệu người đã chết đói. Con số 2 triệu người chết cũng là điều Hồ Chí Minh có nhắc đến trong bản Tuyên ngôn Độc lập ngày 2/9/1945.

Nhiều làng xã chết 50-80% dân số, nhiều gia đình, dòng họ chết không còn ai. Làng Sơn Thọ, xã Thụy Anh (Thái Thụy, Thái Bình) có >1.000 người thì chết đói mất 956 người. Thôn Thạch Lỗi (nay là thôn Quang Minh), xã Thạch Lỗi, huyện Mê Linh, tỉnh Vĩnh Phúc (nay thuộc TP. Hà Nội) gần như cả thôn đều chết đói (trừ trẻ em). Chỉ trong 5 tháng, số người chết đói toàn tỉnh lên đến 280.000 người, chiếm 25% dân số Thái Bình khi đó. Lịch sử đảng bộ Đảng cộng sản Việt Nam tỉnh Hà Sơn Bình cũ ghi rõ:

"Trong nạn đói năm 1945, khoảng 8 vạn người (gần 10% dân số trong tỉnh) chết đói, nhiều nơi xóm làng xơ xác tiêu điều, nhất là ở những nơi nghề thủ công bị đình đốn. Làng La Cả (huyện Hoài Đức) số người chết đói hơn 2.000/4.800 dân, có 147 gia đình chết không còn một ai. Làng La Khê (xã Yên Nghĩa, Hoài Đức) có 2.100 người thì 1.200 người chết đói, bằng 57% số dân".

Trong cuốn "Lịch sử Đảng bộ tỉnh Thái Bình" xuất bản năm 1986 ghi:

"Năm 1945, cả tỉnh có 280.000 người chết đói, chiếm 25% tổng dân số. Nhiều địa phương chết tới trên 50% dân số, như: xã Tây Lương: 67%; Sơn Thọ, Thụy Anh (Thái Thụy): 79%; xã Thanh Nê (Kiến Xương) có 4.164 người thì chết gần 2.000 người; xã Tây Ninh (Tiền Hải) có 171 gia đình chết không còn một ai...".

Trong cuốn "Nạn đói năm 1945 ở Việt Nam - Những chứng tích lịch sử" của GS Văn Tạo thống kê:

"Riêng tỉnh Thái Bình, nơi nạn đói diễn ra trầm trọng nhất, đã được Ban lịch sử tỉnh điều tra, con số tương đối sát thực tế là cả tỉnh chết đói mất 280.000 người. Chỉ tính số người chết đói ở Thái Bình cùng với Nam Định hơn 210.000 người, Ninh Bình 38.000, Hà Nam chết 50.000 thì số người chết đói đã lên đến hơn 580.000. Như vậy, con số 2 triệu người Việt Nam chết đói trong 32 tỉnh cũ tính từ Quảng Trị trở ra và hai thành phố lớn Hà Nội, Hải Phòng là gần với sự thực".[18]

Không chỉ làm số lượng lớn người chết đói, nạn đói còn khiến hàng trăm ngàn người phải rời bỏ quê hương, ly tán khắp nơi, nhiều người không còn quay về quê quán. Nhiều gia đình, dòng họ bị tan vỡ sau nạn đói này, không thể tìm lại được người thân thích. Tác phẩm Vợ nhặt của nhà văn Kim Lân viết về thời kỳ xảy ra nạn đói năm 1945 đã mô tả rõ nét tình cảnh này.

Nạn đói xảy ra có khá nhiều người bỏ quê hương ra đi, khi chết đói trở thành những xác vô danh. Do điều kiện chôn cất xác người đói sơ sài vội vàng thiếu quy hoạch và đánh dấu nên đến nay tại miền Bắc một số nơi khi khởi công các công trình vô ý khai quật những ngôi mộ tập thể được cho là mộ của những người chết đói năm 1945.

Những người chép sử khi viết về thời thịnh trị họ chỉ nói mấy câu ngắn ngủi thôi "Thuở đó cửa không cần then, cổng không cần khóa", thế là đủ. Vậy cái hiện tượng nuôi lợn hai chuồng trồng rau hai luống, sẵn sàng mang cái độc hại cho đồng bào của mình, cho người tiêu dùng của mình, nó trở thành phổ biến, điều đó cực kỳ nguy hại. Ba mươi năm trước chúng tôi cùng các bạn đồng nghiệp Nhật Bản nghiên cứu về nạn đói năm 1945, kết luận cuối cùng là: Một nạn đói rất khủng khiếp. Nhưng chính các bạn Nhật Bản nói rằng, đây là một nạn đói lớn như thế mà không thể xảy ra những hiện tượng mà những nơi khác có: Người ta không ăn thịt lẫn nhau, người nghèo không tranh đoạt lẫn nhau. Mà rất nhiều giá trị đạo lý truyền thống của dân tộc được phát huy: Tình làng nghĩa xóm, dòng họ xã hội cưu mang nhau. Rõ ràng chúng ta phải thấy cái suy thoái đạo đức là nguy hiểm như thế nào, kinh tế có thể vực dậy được, đôi khi chỉ nửa nhiệm kỳ, nhưng suy thoái đạo đức thì không dễ để vực dậy. Tôi rất mong chúng ta quan tâm hơn đến lĩnh vực này để phát triển được bền vững hơn.

— Dân biểu Dương Trung Quốc đề đạt trước nghị trường năm 2017