Nghe Đoàn Thọ tử trận, vua Tự Đức thương lắm, nói rằng: "Không biết giữ cho đại thần (Đoàn Thọ) được an toàn, là lỗi của trẫm".Mặc dù vậy, nhà vua cho là Đoàn Thọ thân làm chủ tướng để thành thất thủ, tội sơ suất khó chối được. Nhưng đương lúc giặc đánh úp, lại đem quân liều chết chống đánh, tiết liệt thực đáng khen, chuẩn cho giáng làm Trung quân Đô thống, chiểu hàm cấp tiền tuất, cho thêm 100 quan tiền cấp cho người nhà lập đền để thờ...[4]. Sau, Đoàn Thọ được phối thờ trong đền Trung Liệt, quận Đống Đa, Hà Nội[5] cùng với Nguyễn Tri Phương, Hoàng Diệu, Trương Quốc Dụng.