结束后，五艘美国战列舰被击沉，三艘战列舰损伤，另有十一艘巡洋舰、驱逐舰和其他辅助舰艇被击沉或重创。日军的损失仅为29架飞机，另有111架飞机受损。受损的飞机中俯冲轰炸机和鱼雷轰炸机大约各占一半，严重地影响到日军发动第三次攻击的能力。第一航空舰队的指挥官南云忠一海军中将遂下令返航。对于南云既没有搜寻美国航舰进行攻击，也没有进一步对瓦胡岛上的重要战略目标进行补充轰炸，山本在事后深表遗憾。南云当时对美军航舰的位置毫无头绪，而且担心在搜寻美军航舰的过程中他自己的航舰反倒会被美军抢先发现并攻击。此外，他的航空队也缺乏