此战中，曹军被烧死者很多，但大部分的曹军都是因为饥饿和疾病而死。曹操回到江陵后，恐赤壁失利而使后方政权不稳，立即自还北方，留曹仁、徐晃等继续留守南郡（治所江陵），文聘守江夏，而后委任乐进守襄阳、满宠代理奋威将军，屯于当阳。孙刘联军取得了赤壁之战的胜利。
后续
孙权亲率军北攻合肥，自称十万大军，围攻合肥百余日，不克而还[19]；张昭率军进攻当涂，也不克而还；周瑜等亦进攻曹仁留守的江陵，隔江对峙，周瑜另遣甘宁袭取夷陵，曹仁也分兵围攻。甘宁向周瑜告急，周瑜用吕蒙之计，留凌统守后，自己就与吕蒙前往解救，甘宁之围解决后，即引到北岸。吴军先锋先包围前来迎战的曹仁部将牛金，后来反被曹仁两次突入救出自军。后双方克期大战。周瑜亲自跨马上阵，却被流矢射中右胁，颇为重伤，于是退还。后曹仁知道周瑜卧未起，勒兵到吴阵。周瑜便起来，案行军营，激扬吏士，曹仁于是退回。
另一方面，刘备于是上表刘琦为荆州刺史，南下荆州南部，包括武陵、长沙、桂阳、零陵，四郡投降，拔擢诸葛亮负责督零陵、桂阳、长沙三郡，调其赋税，以充军实。
孙权仼命周瑜为南郡太守，程普为江夏太守，全柔为桂阳太守。而周瑜则分公安给刘备屯驻。
影响
赤壁之战的失利使曹操失去了在短时间内统一全国的可能性，而孙刘双方则借此胜役开始发展壮大各自势力，刘备向孙权借荆州后实力迅速壮大，进而谋取益州。曹操在退回北方后，休养生息两年。两年后，曹操西征，击破关中的马超、韩遂等人，然后才大举南征孙权。此战形成天下三分的雏形，奠定三国鼎立的基础。
评价
原因分析
孙刘联军胜利的原因：
赤壁之战是曹、孙、刘之间在长江进行的水、陆联合作战，也是中国历史上着名的以弱胜强的战争。孙、刘联军以1：4的劣势兵力，战胜了拥有绝对优势的曹操，开创了在长江上以水、陆联合作战击退北方军的先例。东吴在战争中发挥了主导作用。它在战争指导上的成功之处主要是：
1、敢以数万兵力战胜号称数十万之敌。此战取胜，最困难也是关键的一环，是在曹操气势汹汹的情况下，敢于定下抗曹决心。周瑜等人，凭着横行天下、不畏强暴的气概，在数雄皆灭，曹操挟新胜之威，以“顺”讨“逆”，以号称数十万敌数万，东吴一片主降，似乎取胜无望的形势下，冷静分析战争形势，揭示出曹操表面强大下掩盖着的弱点，及战胜曹操的极大可能性，提供了弱军战胜强军的科学依据。
2、联合昔日敌对的荆州，共同抗曹。曹操进攻荆州后，东吴敏锐地看到，大敌当前，抗曹的共同利益，超过了昔日与荆州敌对的利益，迅速改变策略.向荆州展开吊嘻外交。孙、刘两家以大局为重，在群雄逐个被蕾操各个击破时，坚定地走联合之路，为取得赤壁之战的胜利，奠定了坚实的基础，避免了再次被曹操各个击破的命运，“一时之大计无有出于此者”。
3、以火攻奇袭曹军水军。水军是曹军此战的关键兵种，也是最薄弱的兵种；因为曹操北方水军不习水战，是疲病之卒，荆州投降的水军未经整训，心怀两端，其水军又犯了舰船首尾连接、不便疏散的战术错误。孙、刘联军以火攻为突破口奇袭曹军水军，既抓住了关键，又是打敌薄弱环节，从而在较短时间内，一举击退曹操的征吴军。
方北辰的《三国名将:一个历史学家的排行榜》书中分析孙刘联军赤壁之战胜利的原因是：“初一交战，公军败退，引次江北。瑜等在南岸。”史文说曹操的船队，在遭遇战失利之后，才引退到北岸驻扎。可见在遭遇战发生之前，他并没有在赤壁的北岸停留扎营；但是周瑜一方，则先已在南岸站住脚了。这就说明：是周瑜一方先守在这里的南岸，等待曹操到来之后，再发动遭遇战，迫使曹军在北岸停下扎营。既然先已在此恭候，那么将赤壁作为决战之地，自然就是周瑜主动做出的选择了。周瑜选择有利的决战地点，针对实际测试出来的敌人弱点，利用特殊的气象条件，采用有利的火攻战术，还挑选了正确的执行火攻人选，所以取得了辉煌的成功。
尽管贾诩向曹操提出，只要屯兵在江陵、安抚好荆州吏民，就可以让东吴不战而降。但是，“太祖不从，军遂无利”。
而曹操急于求成的失误在于：
（1）马超、韩遂尚在关西，为操后患。关西军一直是曹操的威胁。
（2）且舍鞍马，仗舟楫，与吴越争衡，本非中国所长；曹操也明白这个道理，他希望的是用荆州水军对抗吴军，可惜他错了，赤壁之战前那场接触战证明了一切。所以曹操才会索战船，只不过正是因为这样才被敌人火攻。说到底还是水军不济造成的。除了刚刚收服的荆州水军之外，曹操的中原陆军也来参战。仅曹操的都督护军赵俨，就督护了于禁、张辽、张合、朱灵、李典、路招、冯楷七支军队从征荆州。[23]其中的张辽还被庾信的《哀江南赋》提到：“张辽临于赤壁，王濬下于巴丘”。可以说，曹操的南征部队也悉数开赴了赤壁。他希望以荆州水军为主力，进而利用绝对的兵力优势渡江，只是他高估了荆州水军，低估了吴军和长江。
（3）又今盛寒，马无藁草；《三国志·吴主传》：“公烧其馀船引退，士卒饥疫，死者大半。”可见战马没有草料，人也好不到哪去，饥饿与瘟疫是困扰曹军的两大难题。这样的部队即使数量多也很难取胜。[24]
（4）驱中国士众远涉江湖之间，不习水土，必生疾病。魏、蜀、吴三家君主大事纪都记录了这次瘟疫，可见此次瘟疫规模之大。《三国志·武帝纪》记载：“公至赤壁，与备战，不利。於是大疫，吏士多死者，乃引军还。”《三国志·先主传》记载：“时又疾疫，北军多死。”《三国志·吴主传》记载：“公烧其馀船引退，士卒饥疫，死者大半。”《江表传》也记载了曹操的评价：“赤壁之役，值有疾病，孤烧船自退，横使周瑜虚获此名。”
刘孔伏、潘良炽《再论赤壁之战的几个问题》认为曹操兵败的决定因素是周瑜采取了速决战的正确策略。
李友松的《曹操兵败赤壁与血吸虫病关系之探讨》一文，指出曹操赤壁之战兵败的原因是“疾病”—急性血吸虫病。赤壁之战的战场恰恰是当时血吸虫病严重流行的地区，而且时间又是血吸虫病的感染季节。赤壁之战是在冬天开始的，但曹军在转徙、训练时间是在秋天。曹操水军在赤壁之战战前染上血吸虫病，经过一个月以上的时间就发病了，致使大战时疲病交加，不堪一击。而刘、孙军队长期在血吸虫流行的疫区中从事生产、生活，士兵体内或多或少已产生一定的免疫力。但是这个观点也有缺陷，曹操水军主要来自荆州水军，这些士兵对血吸虫的免疫力应跟孙刘联军应该差别不大，所以该是其他疫病。[25]
陈文德撰写的《曹操争霸经营史》一书中，分析了曹操战败的原因。他将主要的失败原因归咎于东南风，说：“曹操用兵如神，俗语说：‘说曹操，曹操到’代表曹操用兵的疾如风与侵略如火，刘备在徐州就因准备不及而弃军逃亡，至荆州赤壁开战前，又遇到类似状况。曹操既然用兵谨慎，在赤壁兵败如山倒的原因除周瑜自身份析的以外，周瑜可能还隐瞒一个气候学的事实。在洞庭湖一带，因为地形风的原因，当天气放晴时，可能会逆吹东南风。这一点是北方长大的曹操所始料未及，而成为长江水边长大者的地利。”
历代评论
赤壁之战是毛泽东在《中国革命战争的战略问题》一文中列举的中国历史上“双方强弱不同，弱者先让一步，后发制人，因而战胜”的着名战例之一。战争的胜负取决于双方政治、军事、经济等多方面的条件，但首当其冲的是双方军事实力的较量。曹操在官渡之战中，实力明显不如人力物力上都占有绝对优势的袁绍，但他却以少击众、以劣势对优势并最终大获全胜，其取胜之道是值得后人很好地深思的。
对于此战，历代名臣、学者也给予各种评价：
曹操评价赤壁之战说：“赤壁之役，值有疾病，
孤烧船自退，横使周瑜虚获此名。”[27]其中，“值有疾病，孤烧船自退”的评价与东吴一方《三国志·吴主传》所记载的“公烧其馀船引退，士卒饥疫，死者大半”相互印证。
诸葛瑾、步骘认为赤壁之战：“扬国威德，华夏是震。“
韦昭曾作《伐乌林》，言魏武既破荆州，顺流东下，欲来争锋。孙权部将周瑜与程普破曹操于乌林而显功名。曰：“曹操北伐，拔柳城。乘胜席卷，遂南征。刘氏不睦，八郡震惊。众既降，操屠荆。舟车十万，扬风声。议者狐疑，虑无成。赖我大皇，发圣明。虎臣雄烈，周与程。破操乌林，显章功名。”
陆机《辨亡论》：魏氏尝藉战胜之威，率百万之师，浮邓塞之舟，下汉阴之众，羽楫万计，龙跃顺流，锐骑千旅，虎步原隰，谋臣盈室，武将连衡，喟然有吞江浒之志，一宇宙之气。而周瑜驱我偏师，黜之赤壁，丧旗乱辙，仅而获免，收夡远遁。
裴松之评价说：“赤壁之败，盖有运数。实由疾疫大兴，以损凌厉之锋，凯风自南，用成焚如之势。天实为之，岂人事哉？然则魏武之东下，非失算也。”
赤壁之战也是文人墨客喜欢吟咏的诗史。
李白有诗曰：“二龙争战决雌雄，赤壁楼船扫地空。烈火初张照云海，周瑜曾此破曹公。”
胡曾有诗曰：“烈火西楚魏帝旗，周郎开国虎争时。交兵不假挥长剑，已破英雄百万师。”
孙元宴有诗曰：“会猎书来举国惊，只应周鲁不教迎。曹公一战奔波后，赤壁功传万古名。
杜牧则认为：“东风不与周郎便，铜雀春深锁二乔。”
吕思勉认为赤壁之战是孙刘抗拒统一，评价说：“曹操固然犯着兵家之忌，有其致败之道，然而孙、刘方面，也未见得有何必胜的理由。自此以后，曹操幸而用兵于关西、汉中，未曾专注于南方。倘使曹操置别一方面为缓图，尽力向荆州或者扬州攻击，孙权的能否支持，究竟有无把握呢？孙权和刘备不同。刘备投降曹操，曹操是必不能相容的，所以只得拚死抵抗。孙权和曹操，本无嫌隙，当时假使投降，曹操还要格外优待，做个榜样给未降的人看的。所以当时孙权假使迎降，就能使天下及早统一，免于分裂之祸；而以孙权一家论，亦系莫大的幸福；裴松之在《三国志·张昭传》注里，早经说过了。然则孙权的决意抵抗，周瑜、鲁肃的一力蹿掇孙权抵抗，不过是好乱和行险侥幸而已。”