Khi nghe tin ông hy sinh, chủ tịch Hồ Chí Minh không giấu được đau đớn, lặng im hồi lâu. Nhiều đồng nghiệp, cán bộ ngành y tế không cầm được nước mắt trước cái tin ấy.[7]

Lúc đó, tháng 3-1969, trên tờ tạp chí của Hội Y học Pháp - Việt, Giáo sư thạc sĩ André Roussel đã phải thốt lên về bác sĩ Phạm Ngọc Thạch "do tập trung được những đức tính hiếm có và quý báu, mà khi nói đến ông người ta dùng một câu rất hiếm: Đó là một người hiền vĩ đại".[7]

Đánh giá những thành tựu đóng góp của ông trong nghiên cứu khoa học, chính quyền Việt Nam Dân chủ Cộng hòa đã nhận định Phạm Ngọc Thạch đã nêu một tấm gương về cách nhìn, cách nghĩ, cách nghiên cứu để giải quyết một cách sáng tạo và độc đáo những vấn đề khó khǎn và phức tạp của việc thanh toán những bệnh tật do chế độ cũ để lại, trong việc vệ sinh phòng bệnh và bảo vệ sức khỏe nhân dân và đồng chí đã thành công trong nhiều công trình nghiên cứu quan trọng (Lời Điếu văn tại Lễ truy điệu Phạm Ngọc Thạch - Phạm Vǎn Đồng).