Tin tức về vụ thảm sát được kiểm duyệt chặt chẽ ở Nhật Bản,[97] nơi mà quần chúng lúc bấy giờ đang cực kỳ phấn khích vì chiếm được Nam Kinh.[98] Các lễ kỷ niệm đã diễn ra trên khắp đất nước dưới mọi hình thức, từ tự phát cho đến chính phủ tài trợ. Đáng chú ý là một số cuộc diễu hành lồng đèn rực rỡ mà những người chứng kiến vẫn còn nhớ rõ mồn một trong nhiều thập kỷ về sau.[98][99] F. Tillman Durdin chỉ ra ngay trước khi Nam Kinh thất thủ rằng "những sự kiện xảy ra trên chiến trường khôi phục lại niềm tin của người Nhật về khả năng bất khả chiến bại trong vũ trang."[27]

Cuộc chinh phục Nam Kinh nhanh chóng và dễ dàng hơn những gì người Nhật dự đoán.[9][100] Họ mất 1.953 binh sĩ trong trận chiến và 4.994 người bị thương.[7] Thương vong của Nhật Bản rõ ràng thấp hơn so với Trung Quốc mặc dù không có số liệu chính xác về số quân Trung Quốc tử trận. Phía Nhật tuyên bố là đã tiêu diệt 84.000 kẻ địch trong chiến dịch Nam Kinh, trong khi một số nguồn tin đương thời của Trung Quốc cho rằng phía họ thương vong 20.000 người. Nhà sử học Yamamoto Masahiro lưu ý rằng người Nhật thường hay thổi phồng số lượng quân địch tử trận trong khi người Trung Quốc lại có lý do để hạ thấp tỉ lệ tổn thất của họ.[101] Hata Ikuhiko ước tính rằng 50.000 binh sĩ Trung Quốc thiệt mạng trong trận chiến.[2] Còn Jay Taylor đưa ra con số là 70.000 và nói rằng tương ứng với quy mô lực lượng như đã ghi chép, tổn thất đó lớn hơn thiệt hại phải chịu trong trận chiến tàn khốc ở Thượng Hải.[6] Mặt khác, nhà sử học Trung Quốc Tôn Trạch Ngụy ước tính tổn thất trong giao tranh của Trung Quốc là từ 6.000 đến 10.000 quân.[102]

Một báo cáo chính thức của Chính phủ Quốc dân lập luận rằng việc quá nhiều đội quân chưa qua đào tạo và thiếu kinh nghiệm là nguyên nhân chính dẫn đến thất bại. Tuy nhiên, Đường Sinh Trí lúc bấy giờ cũng phải chịu nhiều trách nhiệm và các sử gia sau này đã chỉ trích ông.[70][103] Chẳng hạn như nhà sử học Kasahara Tokushi chỉ rõ ra là Đường Sinh Trí không đủ năng lực để làm lãnh đạo trên chiến trường. Đồng thời còn cho rằng nếu Đường không từ bỏ vị trí trước hầu hết các đơn vị bảo vệ, thì ông có thể tổ chức một cuộc rút lui khỏi Nam Kinh một cách trật tự vào ngày 11 tháng 12.[104] Bên cạnh đó, chính quyết định bảo vệ Nam Kinh của Tưởng cũng gây ra tranh cãi. Yamamoto Masahiro tin rằng Tưởng đã để cho "cảm xúc lấn át hoàn toàn" khi mở một trận đánh mà Tưởng biết rằng mình chỉ có thể thua.[105] Nhà sử học Frederick Fu Liu cũng đồng tình rằng quyết định này được coi là một trong những "sai lầm chiến lược lớn nhất của chiến tranh Trung – Nhật".[106] Dù vậy, sử gia Taylor nhận thấy rằng Tưởng có thể đã tin vào việc chạy trốn khỏi thủ đô "mà không có một trận chiến nghiêm túc... sẽ mãi bị coi là một quyết định hèn nhát".[20]

Mặc dù thắng lợi ở Nam Kinh chứng tỏ được chiến tích quân sự của Nhật Bản, nhưng sự kiện Thảm sát Nam Kinh sau đó đã làm hoen ố thanh danh của họ trên trường quốc tế. Một loạt các sự kiện quốc tế tiếp theo xảy ra trong và sau trận chiến cũng phần nào ảnh hưởng đến danh tiếng của Nhật Bản.[107] Đáng chú ý nhất trong số đó là vụ Nhật Bản pháo kích vào tàu hơi nước Ladybird của Anh quốc trên sông Trường Giang trong ngày 12 tháng 12. Kế đó là vụ máy bay Nhật đánh chìm pháo hạm Panay của Hoa Kỳ cách đó không xa về phía hạ lưu trong cùng ngày.[108] Việc binh lính Nhật tát vào mặt lãnh sự Mỹ trong sự cố Allison càng làm gia tăng căng thẳng với Hoa Kỳ.[108]

Hơn nữa, việc Nam Kinh thất thủ không buộc Trung Quốc phải đầu hàng như các nhà lãnh đạo Nhật Bản dự đoán.[99] Kể cả khi đang trên đà phấn chấn bởi thắng lợi, chính phủ Nhật Bản vẫn thay thế các điều khoản khoan dung cho hòa bình (mà họ từng gửi cho hòa giải viên Trautmann trước trận chiến) bằng một loạt yêu cầu khắc nghiệt. Sau cùng thì Trung Quốc cũng không chấp thuận.[109][110][111] Vào ngày 17 tháng 12, Tưởng Giới Thạch tuyên bố một cách sôi nổi trong bài phát biểu "Thông điệp gửi tới người dân khi chúng ta rút khỏi Nam Kinh" rằng:[20][112]

Một trận chiến tại Nam Kinh hay bất kỳ thành phố lớn nào khác sẽ không quyết định toàn bộ cục diện chiến tranh. Nó sẽ được quyết định tại vùng nông thôn rộng lớn ở đất nước chúng ta và bởi ý chí kiên cường của toàn thể nhân dân... Đến cuối cùng thì chúng ta sẽ làm quân thù gục ngã thôi. Càng đánh lâu thì kẻ địch sẽ sức cùng lực kiệt. Tôi có thể cam đoan với toàn dân rằng thắng lợi cuối cùng sẽ thuộc về chúng ta.

— Tưởng Giới Thạch, [113]

Chiến tranh Trung – Nhật tiếp tục kéo dài thêm 8 năm và kết thúc với việc Nhật Bản đầu hàng vào năm 1945.[114]