Sau trận này, liên quân Hy Lạp còn phải mất hơn ba năm nữa mới hoàn toàn làm chủ được toàn bộ lãnh địa mênh mông của đế quốc Ba Tư. Nhưng đối với vua Darius III thì trận này là trận quyết định số phận của ông, đồng thời cũng quyết định sự sụp đổ không thể cứu vãn nổi của nhà Achaemenes. Cho đến trước khi bị một quân vương dưới quyền là Bessus sát hại, Darius III hoàn toàn suy sụp về ý chí, đã không đủ nghị lực và khả năng đương đầu với Alexandro trong bất kỳ một cuộc giao tranh nào khác.

Các đạo quân khác của Ba Tư cũng tháo chạy vào lãnh thổ mình, theo thông lệ của các rợ. Những người chỉ huy quân đồn trú và giữ kho báu ở các thủ đô của Ba Tư đã chính thức đầu hàng Alexandros. Trong số đó có Mazaeus - người hùng Ba Tư tại Gaugamela - đã đầu hàng tại Babylon cùng với quan coi kho (gazophylax) Bagophanes, và Alexandros Đại đế đã tiến vào thành phố cổ trong nghi lễ lớn.[8] Bessus đã giết Darius rồi chạy về phía đông. Alexandros truy kích Bessus, cuối cùng ông bắt sống và xử tử Bessus bằng cách xé đôi người vào năm sau. Phần lớn các satrap đương nhiệm đã tuyên bố trung thành với Alexandros, vì thế họ không bị mất chức. Dù vậy, theo quan điểm truyền thống, đế quốc Ba Tư đã sụp đổ sau cái chết của Darius (330 TCN).

Đối với Alexandros Đại đế, trận này chưa phải là chiến thắng lớn cuối cùng của ông. Ông tiếp tục chinh phục đế quốc Ba Tư, vượt qua sông Ấn để tiến quân vào miền tây Ấn Độ, và đánh thắng thêm nhiều trận nữa (xem thêm trận Hydaspes). Nhưng nhìn chung trong toàn bộ sự nghiệp quân sự của ông thì trận này vẫn là chiến thắng nổi bật nhất và tiêu biểu nhất cho nghệ thuật quân sự của ông: đó là nghệ thuật biết tập trung lực lượng ưu thế để tiến công vào hướng và mục tiêu quyết định, nghệ thuật nắm thời cơ và tận dụng thời cơ mà nét tiêu biểu là mưu kế bày thế trận và đối chọi tình huống của ông.[22]

Sử gia Edward Creasy xếp trận Gaugamela vào trong danh sách 15 trận chiến có ý nghĩa quan trọng nhất trong lịch sử (tính từ trận Marathon tới trận Waterloo).[24]