汉军在战役中斩首阏氏、太子及名王以下1,518人，145人被俘，逾1,000名匈奴军人投降。汉朝军人被准许持有战利品，投降的匈奴士兵被分配予参与战役的15个小国。甘延寿和陈汤战后上疏通报战事，奏称：次年春季，甘延寿和陈汤持郅支单于首级回到长安谒见汉元帝。郅支之首级被悬挂在城墙上展示10日后付之一炬。郅支单于也是历史上唯一被汉朝军队击杀的匈奴单于。
罗马龟甲阵、骊靬村争议.关亨、陈正义等人认为匈奴步兵的夹门鱼鳞阵就是罗马军团的龟甲形连环盾（Testudo）。根据汉学家德效骞假说