Ngày 5 tháng 8 năm 1964, ngay sau sự kiện thứ 2, Hải quân Mỹ trả đũa bằng chiến dịch Mũi Tên Xuyên ném bom một số cửa biển quan trọng ở miền Bắc Việt Nam, chiến dịch này đã mở đầu cuộc chiến tranh tàn phá trong 9 năm bằng không quân và hải quân quy mô lớn đối với miền Bắc Việt Nam.

Ngày 7 tháng 8 năm 1964, 3 ngày sau sự kiện thứ 2, Quốc hội Mỹ thông qua Nghị quyết Đông Nam Á (được biết nhiều hơn với cái tên Nghị quyết vịnh Bắc Bộ) cho Johnson quyền hỗ trợ bất kỳ quốc gia Đông Nam Á nào mà chính phủ nước đó được xem là bị đe dọa bởi "sự hiếu chiến của cộng sản". Nghị quyết này đã trở thành sự biện minh hợp pháp cho việc Mỹ leo thang chiến tranh tại Việt Nam.