Trận Sedan được nhìn nhận là một kiệt tác bậc thầy của nhà quân sự Đức Moltke.[27] Với các chiến thắng Königgrätz và Sedan, Moltke đã áp dụng thành công học thuyết của Clausewitz về việc tìm kiếm thắng lợi quyết định bằng một trận đánh hủy diệt.[28] Sedan từng được đánh giá là "Cannae của thế kỷ 19".[29] Theo sử gia Eric Dorn Brose, đây không những là một ngày vinh quang của quân đội Đức mà còn là một ngày đặc biệt quan trọng của pháo binh[22]. Trận đánh kết thúc với thiệt hại của phía Đức là 2.320 người tử trận, 5.980 người bị thương và 700 mất tích.[3] Quân Pháp thiệt hại nặng hơn nhiều, với 3.000 người chết, 14.000 người bị thương, 25.000 bị bắt trong trận đánh và 83.000 bị bắt sau khi văn kiện đầu hàng được ký kết. Chênh lệch về tổn thất giữa hai bên đã nói lên hiệu quả hết sức to lớn của các khẩu pháo hiệu Krupp mà phía Đức sử dụng. Vai trò quyết định của đại bác Đức trong trận đánh đã khiến cho Sedan trở thành một bước đột phá đỉnh điểm trong lịch sử pháo binh, khẳng định tầm quan trọng của pháo binh trong chiến tranh hiện đại. Qua đó, trận đánh đã báo hiệu cho những gì sẽ xảy ra 40 năm tới.[6][8][18][22]

Ngoài ra, cuộc đầu hàng của quân đội Pháp cũng đem lại cho người Đức một số chiến lợi phẩm khổng lồ, với 3 cờ hiệu, 419 pháo dã chiến, 139 công thành pháo, 66.000 súng trường, 6.000 ngựa chiến cùng hơn 1.000 xe goòng. 3.000 lính Pháp chạy vào Bỉ và được giải giáp trên lãnh thổ nước này.[6][8] Bên cạnh đó, 550 sĩ quan Pháp đã được tha bổng sau khi chấp nhận lời thề danh dự.[15]

Sau khi lan tới Paris, tin tức về cuộc đầu hàng của Hoàng đế đã làm dấy lên làn sóng căm phẫn của công chúng Pháp. Vào ngày 4 tháng 9 năm 1870, một cuộc cách mạng không đổ máu đã lật đổ nền thống trị của Đệ nhị Đế chế và dẫn đến sự thành lập nền cộng hòa thứ ba trong lịch sử Pháp. Chính quyền Cộng hòa kiên quyết theo đuổi cuộc chiến; song, mặc dù cuộc chiến sẽ còn tiếp diễn trong 5 tháng nữa, trận Sedan đã hoàn toàn định đoạt phần thắng của người Đức. Với việc đạo quân chủ lực của Bazaine bị vây kín ở Metz (và đầu hàng ngày 27 tháng 10) trong khi đạo quân chủ lực của MacMahon bị tiêu diệt ở Sedan, người Pháp không còn lực lượng nào có thể cản nổi sức tấn công của quân Phổ. Quyền chủ động trong cuộc chiến giờ đây đã nằm vững trong tay người Đức. Chẳng bấy lâu sau đại thắng Sedan. Moltke điều Tập đoàn quân số 3 và Tập đoàn quân Maas tiến đánh thủ đô Pháp. Ngày 19 tháng 9, họ đến ngoại ô Paris và bắt đầu vây hãm thành phố. Trong khi hai tập đoàn quân bẻ gãy hàng loạt cuộc phá vây của quân phòng thủ Paris, các lực lượng dày dạn chiến trận khác của Moltke cũng liên tục đánh thắng đạo quân mới được chiêu mộ ở các tỉnh trong các chiến dịch khốc liệt vào mùa thu và mùa đông.[4][10][18][30] Cuối tháng 12 năm 1870, Bismarck ra lệnh pháo kích Paris. Moltke phản đối hành động này, thay vì đó ông ta chủ trương bỏ đói Paris để buộc thành phố phải đầu hàng sau vài tháng chống cự.[31]

Chẳng bấy lâu sau trận Sedan, Bismarck đã tiến hành đàm phán với các quốc gia Nam Đức nhằm tiến tới thành lập một nhà nước liên bang Đức dưới sự lãnh đạo của Phổ[32]. Cuối cùng, vào ngày 18 tháng 1 năm 1871, lễ thành lập Đế quốc Đức đã được cử hành tại điện Versailles với sự tham dự của Wilhelm I, Bismarck và 500 sĩ quan Đức trong khi nước Pháp cận kề thất bại. Wilhelm I được tấn phong làm vị hoàng đế đầu tiên của một nước Đức thống nhất. Ngày hôm sau, quân Đức đập tan một cuộc phá vây của 9 vạn quân phòng ngự Paris.[33] Bismarck tiếp tục dội đại bác vào Paris, nhưng suy tính của Moltke đã đúng. Trước cơn đói khát nghiêm trọng của dân chúng Paris, người Pháp buộc phải đầu hàng vào ngày 28 tháng 1 năm 1871. Hòa ước Frankfurt ngày 10 tháng 5 năm 1871 đã dứt điểm cuộc chiến.[31] Chiến thắng nước Pháp cùng với những thắng lợi trước Đan Mạch (1864) và Áo (1866) của Bismarck đã biến nước Đức thành một cường quốc mạnh nhất Trung Âu, lấn át thế lực của các kình địch cũ Áo và Pháp.[18]

Ngày 2 tháng 9, ngày mà Napoléon III và toàn bộ quân đội Pháp đầu hàng, đã trở thành một ngày lễ quốc gia (Ngày Sedan – Sedantag) tại Đế quốc Đức và được tổ chức hằng năm cho đến khi đế quốc này sụp đổ vào năm 1918. Ngày nay, ở nhiều thành phố của Đức có đường mang têm Sedan (Sedan Strasse), gợi nhớ đến trận thắng vang dội này.