בראיון שנערך עמו אמר רבין כי הורה להפסיק את האש לאחר שראה שהאוניה בוערת, ושהירי מכיוונה נפסק. הוא הוסיף, שלאחר הפסקת הירי על האוניה, אנשי האצ"ל שעל החוף, שהיו בפאניקה, הזהירו כי התחמושת וחומרי הנפץ שעל סיפונה עלולים להתפוצץ ולגרום הרס רב באזור חוף תל אביב. בסרטון מופיע גם לוחם פלמ"ח בשם אורי ירום, המודה כי נורתה אש גם לעבר אנשי אצ"ל פצועים, שקפצו מהאוניה וניסו להגיע לחוף.
בו בזמן, כוחות צה"ל השתלטו על אנשי אצ"ל שנמצאו במבואות העיר ובתוכה. יחידת פלמ"ח הגיעה למלון ריץ והסירה את המצור ממנו. רוב התנגדות אנשי האצ"ל נפסקה בשלב זה. לפנות ערב פוזרה ההתקהלות של אנשי האצ"ל והפלמ"ח שלט בחוף.
פרשיות הסירוב בצה"ל.
על פי ספרו של שלמה נקדימון אלטלנה, היו סירובי פקודה בפרשת אלטלנה. חיל האוויר הונחה לתקוף את האונייה בדרכה לישראל. גורדון לויט (Levett, אז טייס מח"ל לא-יהודי בחיל האוויר) כתב בספרו "Flying Under Two Flags" (בתרגום לעברית, בשם "גוי של שבת"), כי היימן שמיר, סגן מפקד חיל האוויר, ניסה למצוא טייס לא יהודי שיתנדב לבצע את התקיפה, אולם אלה סירבו כולם, בנימוק שלא הגיעו לארץ ישראל כדי לירות ביהודים. לאחר תשאול שלושה טייסים, שכולם סירבו לבצע את המשימה, התברר שהאופציה האווירית לטיבוע האונייה אינה קיימת, ונותרה רק ההפגזה מן החוף. התותחן הראשון שנתבקש לירות, יוסף אקְסֵן, הצהיר שהוא מסרב ומוכן להישפט ואף להיות מוצא להורג, בטענה שזה הדבר הטוב ביותר שהוא יעשה בחייו. התותחן השני שנשאל, הלל דלסקי, מדרום אפריקה, ניסה גם כן למחות אך שוכנע לבסוף וביצע את הירי.
בסרט "אלטלנה" של אילנה צור מוצגים מסמכים המעידים כי עוד שמונה אנשים מגדוד 33 של חטיבת אלכסנדרוני סירבו פקודה להשתתף בכיתור האונייה (ב"פנקס שירות" מופיע סיפור דומה אך שם הם מוזכרים כחיילי חטיבת קרייתי).
חללים.
בחילופי האש נהרגו 19 אנשים (16 מהאצ"ל ו-3 מצה"ל) ועשרות נפצעו. מבין הנופלים מהאצ"ל, שלושה היו עולים חדשים שהפליגו עם אלטלנה והשאר ישראלים ותיקים (יחסית), בהם גם אברהם סטבסקי, אחד מהנאשמים בפרשת רצח חיים ארלוזורוב.
תוצאות הפרשה.
הרוחות לא נרגעו גם בתום הקרבות בחוף תל אביב. ב-22 ביוני בלילה נאם מנחם בגין בתחנת הרדיו החשאית של האצ"ל. במהלך נאומו, שנמשך שעתיים, הוא פרץ בבכי. הוא כינה את בן-גוריון "כסיל" ו"טיפש" וטען שזמם "מזימה" להרוג אותו. עם זאת, הזהיר את אנשיו: . לימים התייחס בזיכרונותיו ללגלוג לבכיו: "יש דמעות אשר שום גבר אינו צריך להתבייש בהן. יש דמעות מצילות. יש שהברירה היא: דמע או דם". באותו לילה פרסם האצ"ל גילוי דעת, שכינה את בן-גוריון "דיקטטור מטורף" שעומד בראש "ממשלת רודנים פושעים", "בוגדים" ו"מרצחי אחיהם". את מעשיו של בן-גוריון הגדיר "פשעים נגד העם ונגד האנושות". למחרת, 23 ביוני, הודיעה מפקדת אצ"ל כי הארגון מבטל את ההסכם עם הממשלה, כי אנשיו לא יתגייסו לצה"ל וכי אנשי האצ"ל לא מכירים בממשלה הזמנית ודורשים את התפטרותה המיידית. עם זאת המפקדה הורתה לא לפתוח באש בשום מקום במדינה, מחשש למלחמת אחים ובנימוק כי האויב הערבי-הבריטי עומד בשער. בנוסף התרחשו עימותים שונים בתל אביב, ביניהם ירי (באוויר) במשך חצי שעה בין משוריין של צה"ל לבין משוריין של אצ"ל.
השרים פישמן ושפירא התפטרו מן הממשלה הזמנית ב-23 ביוני. הם חזרו בהם ביום למחרת בעקבות הרחבת הוועדה שנועדה להבטיח צבא אחיד ומרות אחידה ושוויון בזכויות ובחובות של כל החיילים. כמו כן הובטח לסלוח לכל פשעי העבר בנושא זה, כי העצורים הולכים ומשוחררים ושלא יהיו עוד מאסרים ללא כתבי אשמה.
בעקבות הפרשה נעצרו כ-200 מאנשי אצ"ל ושוחררו ברובם לאחר מספר שבועות. חלק מבכירי הארגון: משה חסון, אליהו לנקין, יעקב מרידור, בצלאל עמיצור והלל קוק הוחזקו במעצר עד 27 באוגוסט ושוחררו רק בעקבות שביתת רעב ולחץ ציבורי. רוב יחידות האצ"ל פורקו ופוזרו בצה"ל, למעט "הגדוד הירושלמי". ב-17 בספטמבר 1948 נרצח ברנדוט בירושלים על ידי ארגון הלח"י. בעקבות כך נחקקה פקודת מניעת טרור, והלח"י פורק. כמו כן הממשלה הציבה אולטימטום לגדוד האצ"ל בירושלים להתפרק. הגדוד פורק ב-21 בספטמבר.
הפרשה שעוררה הדים רבים נחשבת לציון דרך חשוב ושנוי במחלוקת בתולדות מדינת ישראל. יש הטוענים כי דרישתו של בגין לקבל את חמישית הנשק בספינה נועדה להעלות את מורל חייליו שלא משכבר נאלצו לקבל את עולו של צה"ל, אך בעיקר כדי לחזק את כוחות אצ"ל בירושלים. לעומתם נטען, כי שאיפת בגין הייתה לחזק את התנועה הרוויזיוניסטית על ידי השארת אצ"ל תחת פיקודו, ולחתור תחת הנהגת הצבא.
הטיעון הרשמי של בן-גוריון בזכות הוראתו היה הצורך בהקמת צבא ממלכתי, ומניעת היווצרותו של צבא משנה עצמאי במסגרת צה"ל, מדיניות שבה נקט באופן עקבי, לדוגמה עם פירוק הפלמ"ח. בכל הקשור למניעים אחרים של בן-גוריון, ייתכן כי היה מעוניין בפגיעה בכוחם של מתחריו הפוליטיים, הרוויזיוניסטים, ובחיזוק מפלגתו מפא"י ומעמדו; ולפי טענה אחרת חשש מהשתלטות של בגין על המדינה בהשתמש בכוח צבאי ופוליטי. על מנת להמחיש את טיעוניו, גרס בן-גוריון כי "זהו ניסיון לדרוס את המדינה", וכינה את התותח שהעלה באש את אלטלנה "מבורך". הביטוי "תותח קדוש" אינו נמצא בפרוטוקול הרשמי של הדיון אך הוא נמצא בדיווחים של עיתונאים שנכחו באולם. ערב מלחמת ששת הימים הצטרף מנחם בגין לפגישה בשדה בוקר כדי לשכנע את בן-גוריון לחזור לראשות הממשלה (ממנה פרש ארבע שנים קודם לכן). בן-גוריון אמר בעקבות אותה פגישה: "אילו הכרתי את בגין אז כפי שאני מכירו היום, היו פני ההיסטוריה שונים". על סף מותו אמר בן-גוריון בריאיון לשלמה נקדימון: "נהגתי באלטלנה כפי שהיה צריך לנהוג".. מצד שני, נקדימון, בספרו "אלטלנה", מציין שבראשית שנות ה-70, אמר שמעון פרס לבגין, שהיה אז שר בממשלת הליכוד הלאומי, "הגענו למסקנה כי בעניין 'אלטלנה' הטעו את בן-גוריון". משביקש בגין מפרס להסביר את דבריו, סירב הלה לעשות זאת. בגין, מצידו, פירש את המילים "הגענו למסקנה" בכך שנעשתה בדיקה וזו העלתה את הממצאים האלה. בהזדמנות אחרת אמר פרס: "היה מי שהטעה את בן-גוריון, הוא היה ישר כסרגל ופעל לפי ההנחיות של גלילי". בראיון פומבי לאחר-מכן, סירב בן-גוריון להתייחס לאפשרות שקיבל מידע לא-נכון מישראל גלילי.
בספרו האוטוביוגרפי המרד כרך מנחם בגין את פרשת אלטלנה עם תיאור הסזון בפרק הנושא את הכותרת "מלחמת אחים - לעולם לא". את פרשה אלטלנה סיכם במילים: "עוד רבים המעשים הנוראים שנעשו בימים ההם, ועלולה הייתה לפרוץ מלחמה פנימית, מלחמת נקם איומה, על התרמית, על המזימה, על הפשע, על מעשי הזוועה, על הדם הטהור שנשפך. אבל האויב החיצוני עמד בשער ואנחנו אמרנו: 'בשום תנאים לא להפעיל נשק'... ולא הייתה מלחמת אחים הדדית בישראל, שהייתה מחריבה את ישראל בטרם יקום. על אף הכל". לפני מותו אמר שהיה רוצה שיזכרו אותו מעל הכול כאיש שמנע מלחמת אזרחים בעת קום המדינה, דבר שבעיניו היה חשוב יותר מהישגיו כראש ממשלה.
הטיפול בגוף האונייה.
למשך כשנה עמד גוף הספינה מעלה חלודה ומפוחם מול חופי תל אביב. אז הטיל ראש הממשלה ושר הביטחון דוד בן-גוריון על מפקד חיל הים לפנות את הגוף השרוף מחוף הים של תל אביב ולהטביעו בלב ים. הביצוע הוטל על צוערי מחזור ב' של קורס חובלים. ב-22 ביולי 1949 הודיע משרד הביטחון על כוונתו למשות מן המים את האניה "אלטלנה" המוחרמת, כלשון ההודעה, ולפרקה.
המבנה העליון וסיפון הספינה הוסרו מהספינה ופונו לחוף, כך שמשקל הגוף ירד מ־1,800 טון למחצית. לאחר שריתכו לוחות אטימה לתחתית הגוף ושאבו את המים, הצליחו להציף את הקוער. האנייה נגררה על ידי ה"טג האפור" של חיל הים לנקודה שנבחרה בעומק גדול והוטבעה.
ב-23 ביוני 2011 פורסם כי בעקבות יוזמה של מרכז מורשת מנחם בגין, מתכוון משרד ראש הממשלה להוציא משלחת חיפוש בעלות של 200,000 ש"ח, אשר תאתר את מקום טביעת האונייה. בהמשך יוחלט מה לעשות עם השרידים, וישקלו "הקמת אנדרטה בלב-ים או משיית חלקים מהאנייה לשם הקמת אנדרטה על החוף".
הנצחה וזיכרון.
באחדות מערי ישראל (אשדוד, באר שבע, ראשון לציון) נקראו רחובות בשם "אלטלנה".
הרוגי אצ"ל באלטלנה קבורים בבית הקברות נחלת יצחק. הם קבורים כחללי צה"ל בחלקה הצבאית. על הקברים מופיע סמל צה"ל ללא מספר אישי. מול הקברים הוקמה אנדרטת זיכרון ממתכת ועליה שמותיהם וציטוטים של מנחם בגין מאותה פרשה. באוקטובר 2016 נחנכה אנדרטה חדשה לחללי אלטלנה בבית הקברות נחלת יצחק הצמודה לאנדרטה הישנה. האנדרטה היא בצורת ספינה שוקעת ועליה אמרתו של מנחם בגין: "מלחמת אחים לעולם לא".
לאחר שדרישתם הראשונית של אנשי האצ"ל להנצחה ממלכתית של 13 חבריהם שנפלו באירועי אלטלנה סורבה על ידי השלטונות הם הקימו עמוד זיכרון למרגלות גבעת הכורכר בה פעלה בריכת גן הדסה, עמוד ששרד במקום עד 1962. זהו המקום בו נרצח יצחק רבין ב-1995.
במלאת 60 שנה לטיבוע "אלטלנה" נחנכה בחוף תל אביב אנדרטה לזכר הנופלים מקרב אנשי אצ"ל. האנדרטה, דמוית אונייה טובעת, עוצבה בידי דן רפפורט והיא עשויה אבן גיר גלילית. בנוסף לשמות לוחמי אצ"ל שנהרגו, נכתבה על האנדרטה תמצית האירועים, על פי רוח יוצאי אצ"ל, בעברית ובאנגלית, וחקוקים עליה משפטים שאמר מנחם בגין ודברי איש אצ"ל ששהה על הספינה.
לעומת זאת אין אנדרטה לזכר שלושת חיילי צה"ל שנהרגו בקרבות, ובאף אחת מן האנדרטאות הקיימות לא מוזכרים שמותיהם.
במשך שנים רבות נזכרת אלטלנה בשיח הציבורי לטוב ולרע בדיונים בין הימין ולשמאל בפוליטיקה הישראלית.