הסובייטים החליטו שהים התיכון דורש נוכחות קבועה בהיקף רב יותר. השייטת שודרגה ל"הצי החמישי". ב-14 ביולי קיבל אדמירל פטרוב את השייטת שנעשתה לצי ותאריך זה נחשב ליום יסוד "הצי החמישי". בתחילה הניף את דגלו באניית האספקה ""קומסומולץ אוקראיני" אך הוברר כי אין לה אמצעי קשר מתאימים. האדמירל עבר לסיירת "דז'רדז'ינסקי"" וזו נעשתה מפקדת הצי. הסיירת נמצאה בנמל פורט סעיד וכך הגן מפקד הצי בגופו על העיר.
התפקיד שמילא הצי הסובייטי בעימות היה ניכר. העיתון האמריקאי החשוב "כריסצ'ן סיינס מוניטור" כתב: כך העיתון וגם ההנהגה הסובייטית אולי ציפתה להכרת תודה מהסורים על שהצילו את הצבא הסורי מהשמדה ואת דמשק מכיבוש. בישראל ידוע כי מטרת המלחמה בסוריה הייתה להסיר את האיום מישובי עמק החולה ולא יותר. גם מטרה זו הוצבה בלחץ תושבים המופגזים לפרקים. כיבוש רמת הגולן, שעלה בלא מעט קורבנות, נתפש כהכרח וממשלת ישראל לא נרתעה מאיומים.
הצי השישי של ארצות הברית.
למרות מכתב הערבויות של נשיא ארצות הברית על שיט חופשי לאילת, גם אחרי הודעת מצרים על סגירת המצרִים לא נעשתה שום הפגנת כוח מערבית כנגד חסימת מצרי טיראן. נושאית המטוסים "אינטרפיד" עברה בתעלת סואץ ב-25 במאי והמשיכה בדרכה לווייטנאם.
המשחתת האמריקאית "דיאס" עברה בתעלת סואץ, מהים התיכון לים סוף, ב-5 ביוני מתוך כוונה להחליף את המשחתת "גוז'ף קנדי" אך זו כבר לא יכלה לעבור לים התיכון. "דיאס" נשארה בים סוף מזרחית למאסאווה בכוננות לפינוי אזרחים אמריקאים. שם התנגשה בה ספינת דיג מצרית ולאחר מכן הוטרדה על ידי טרפדת תימנית שדרשה ממנה להתרחק 18 קילומטר מהחוף התימני – אך שמרה על איפוק.
בפריצת המלחמה קיבל מפקד הצי הנחיה שיחידות הצי השישי לא יתקרבו יותר ממאה וחמישים קילומטר (בהתחלה 300 קילומטר) מחופי המדינות הלוחמות. בערב 5 ביוני הנשיא נאצר סיכם עם המלך חוסיין בשיחה מוקלטת להאשים את ארצות הברית כשותפה בלחימה. ארצות הברית הודיעה באו"ם כי
בבוקר 7 ביוני התגלתה צוללת סובייטית לפני הכוח האמריקאי והועסקה על ידי מסוקים ומטוס סיור נצ"ל. האירוע נמשך כל הלילה. הסובייטים רצו להסב את תשומת הלב מהצוללת והתקרבו עם משחתת לנושאת המטוסים "אמריקה". בהוראת מפקד הצי נשלחה המשחתת "לויד תומאס" שכמעט נגחה את המשחתת הסובייטית. נראה שבסופו של דבר הצליחה הצוללת הסובייטית להימלט.
ב-8 ביוני אחרי הצהריים התרחשה תקרית ליברטי ונשלחו מטוסים לסייע. יציאת המטוסים הייתה עשויה להתפרש כהשתתפות במלחמה, ולכן שלח הנשיא ג'ונסון הסבר לראש הממשלה אלכסיי קוסיגין בקו האדום. נושאות המטוסים היו במרחק רב ממקום התקרית וכאשר התברר שזו פעולה ישראלית בטעות, קיבל מפקד הצי, אדמירל מרטין, הוראה להחזיר את מטוסי התקיפה. שוב נשלחו מטוסים ושר ההגנה רוברט מקנמארה הורה שוב להחזירם.
ב-10 ביוני פינתה האוניה היוונית "קראנה" אזרחים אמריקאים מנמל אלכסנדריה שבמצרים בליווי שתי משחתות אמריקאיות. באותו יום כבר היו הצלחות ישראליות ברמת הגולן נכבשה עיר המחוז קוניטרה. החל לחץ סובייטי בקו האדום לוושינגטון לדרוש מישראל להפסיק את הלחימה ולהסיג את כוחותיה.
מרבית יחידות הצי השישי של ארצות הברית נמצאו במערב הים התיכון לקראת תרגיל באזור גיברלטר. המרחק היה גדול מכדי להתערב אך הנשיא ג'ונסון העביר את ההוראה והצי השישי כולו סב על עקביו והחל לנוע מזרחה. כדי להגיע עד 80 קילומטר מחופי סוריה. היה זה איתות שייקלט על ידי כלי השיט הסובייטיים העוקבים שארצות הברית אינה נוטשת את האזור. הסכם הפסקת האש עם סוריה נכנס לתוקף בשעות אחרי הצהריים והמתח פג. האמריקאים פנו מערבה והמשחתת הסובייטית "פלאמני" הפסיקה את המעקב הצמוד ל"סרטוגה".
באוגוסט 1967 הודה מפקד הצי השישי אדמירל מרטין בריאיון עיתונאי כי:
תוצאות המלחמה.
הרחבת הזירה הימית.
כיבוש סיני הרחיב את גזרת השליטה של חיל הים בקילומטרים רבים של חוף. המשימות בים התיכון היו לשמור על הדיג, למנוע גישה של כוחות מצריים והברחות מהים. בחופי ים סוף נוצרה זירה גדולה שחייבה סיורים ומניעת הברחות ופעולות מודיעין. מפקדת הזירה עברה מבסיס אילת לשארם א-שייח', שנקרא מאז מפרץ שלמה.
ההתבססות בשארם א-שייח' הביאה לשר הביטחון משה דיין הארה לגבי המעמד והקשר הראוי שיהיה לישראל עם ארצות המזרח. את הארתו הביע בביטוי לחיל הים הייתה לכך משמעות מעשית חיובית ביותר כאשר בנוהל מזורז אושרה בנייה של 6 ספינות טילים במספנות ישראל – דגם סער 4.
שבויי חיל הים הישראלי.
ששת לוחמי הקומנדו הימי שביצעו את פעולת אלכסנדריה לא הצליחו לחבור לצוללת בליל 5–6 ביוני, חזרו לחוף והסתתרו במעין מערה על שובר הגלים של הנמל. היו אלה איתן ליפשיץ, זאב בן-יוסף, דניאל ברעם, גדי פטיש, אילן אגוזי וגלעד שני. ב-6 ביוני בשעות אחרי הצהריים התגלו על ידי דייגים שהחלו לזרוק עליהם אבנים. הלוחמים היו כבר ללא נשק וכדי להינצל מלינץ' הציגו עצמם כבריטים, עד שהגיעה המשטרה. זוג אחד הסתלק ונתפס רק בשעה 22:00 בפרברי אלכסנדריה.
בימים הראשונים עברו השבויים חקירות קשות כולל מכות ועינויים, בתחילה התעניינו החוקרים בפעולה עצמה ואחר כך על שיטות עבודה בקומנדו הימי.
חודש מאוחר יותר שבו המצרים את סג"ם יעקב כהנוב ורב"ט אברהם יסעור (וידומלנסקי) בפורט תאופיק. לאחר תקופת חקירות, צורפו השנים ל"חבורת אלכסנדריה". לכלא הובאו גם שני טייסים שנשבו, והטייס יאיר ברק בן ה-29 קיבל תואר "בכיר השבויים".
השבויים הוחזרו לישראל בחילופי שבויים, במקביל להחזרת השבויים המצריים, בסוף ינואר ותחילת פברואר 1968.
העברת מפקדים מתפקיד.
כמו כל צמרת הפיקוד המצרית גם מפקד חיל הים המצרי, אדמירל סולימאן עיזאת הועבר מתפקידו על ידי הנשיא גמאל עבד אל נאצר ביום הפסקת האש, 10 יוני 1967. היה בכך ביטוי לחוסר שביעות רצון מתפקוד חיל הים המצרי בעת המלחמה. מאוחר יותר נחקר על כך ש"כוחותיו לא זזו ממקומם בעת המערכה עם ישראל".
בחיל הים הישראלי הועברו מספר קצינים מתפקידם בתקופת הכוננות ובמהלך המלחמה:
מפקד זירת ים סוף - מפקד בסיס אילת סא"ל מנשה ליפשיץ נשא בתואר הרשמי של מפקד זירת ים סוף. להערכת מפקד חיל הים שלמה אראל חייבו המצור והאיום הימי המצרי מפקד מנוסה יותר. אל"ם מנחם כהן שפיקד בשנים 60–1959 יועד לקבל את הפיקוד על זירת ים סוף. ואילו סא"ל מנשה ליפשיץ ישאר בתפקיד מפקד בסיס אילת. כהן, שנמצא באותה עת במאסאווה והכין את אנית המבחן "דולפין", קיבל הוראה לחזור לישראל. מאוחר יותר ההוראה שונתה וכהן נשאר באנייה.
מפקד חיל הים שלמה אראל הגיע למסקנה שהוראותיו של ליפשיץ הכניסו עודף לחץ על אנשי בסיס אילת שהועמדו בכוננות זמן רב, שלא לצורך.
סיבה נוספת שהכריעה הייתה פינוי משפחות אנשי הבסיס ומשפחת המפקד בכלל זה מאילת לצפון הארץ בתקופת הכוננות למלחמה. פעולה זאת שהיה לה הגיון משפחתי רב ואף סייעה לייעל את תפקוד אנשי הבסיס, התקבלה באופן שלילי על ידי הציבור באילת.
את הפיקוד על הזירה הדרומית קיבל אל"ם אברהם בוצר שהוחזר מלימודים והוא הכין ופיקד על הזירה במהלך המלחמה. מנשה ליפשיץ לא הוחזר עם שוך הקרבות ובוצר מסר את התפקיד לאל"ם נפתלי רוזן.
מפקד כלי שיט - רס"ן זאב אריאל, הועבר מתפקידו כמפקד אח"י נגה (ק-22) בעקבות החלטתו שלא לפתוח באש על כלי שיט מתקרבים, שהתבררו כטרפדות סוריות. המחדל לכאורה קרה בעת שהמתין לאיסוף סירות גומי, בפעולת בניאס בליל 5/6 יוני. מפקד חיל הים שלמה אראל רצה להמחיש למפקדי כלי השיט את ההתנהגות התוקפנית המצופה מול אויב.
אריאל שזכה 8 שנים קודם לכן בעיטור העוז, על פעילותו בנמל ביירות, לא הסכים עם ההדחה. לדעתו הייתה זו התנקמות באנשי שייטת 13. מפקד חיל הים אברהם בוצר מינה אותו לפקד על אח"י בת גלים (ת-81). אריאל עלה בדרגה, נעשה מפקד פלגת נחתות וקצין מטה עד לפרישתו לגמלאות.
ראש מחלקת ים אל"ם יצחק רהב, שהיה הקצין הבכיר ביותר בחיל אחרי מפקד חיל הים, התפטר מתפקידו בעקבות תקרית ליברטי. מפקד חיל הים שלמה אראל קיבל את ההתפטרות. לאחר מספר ימים נמלך רהב בדעתו וביקש לבטל את מכתב ההתפטרות אך אראל לא הסכים לכך. רהב, שראה עצמו מועמד לקבל את הפיקוד על החיל, לא אמר נואש ופנה אל הרמטכ"ל, אך יצחק רבין הודיע כי יכבד כל החלטה של שלמה אראל ורהב פרש מהשירות.
ציונים למורשת.
השירות הבולאי הוציא ב-16 באוגוסט 1967 סדרה של 3 בולים לציון מלחמת ששת הימים: האחד שחרור הכותל המערבי, השני בול כללי של צה"ל, והשלישי מראה את מצרי טיראן, האונייה "עמליה" וחרטום ה"דולפין".
הפקת לקחים בחיל הים.
ההצלחות המרשימות של חיל האוויר וקרבות היבשה הקשים שהביאו לתפישת שטחים יצרו הרגשת עליונות ודרישה להישגים דומים גם בים. העובדות שהחוף הישראלי היה מוגן כל ימי המלחמה והשיט לישראל וממנה נשאר חופשי למרות הכרזות מצרים וסוריה על מצור ימי לא בלטו לעין. הפגיעה שלא במתכוון באונייה אמריקאית עוד הוסיפה לביקורת. תחלופת מפקדים ומעורבות עמוקה של הפיקוד לא ניתן היה להגיע לתחקירים חושפניים ומסקנות תקפות. בציבור הישראלי התמסדה הדעה כי חיל הים נכשל במלחמה.
ראש מחלקת ים, יצחק רהב, פרש מהחיל. אל"ם בנימין תלם נמצא בצרפת ועסק בספינות הסער. המפקדים הבכירים הוותיקים יוחאי בן-נון ויוסף דרור לא זומנו להציג עמדתם. מפקד שייטת 13, דב שפיר, קיים תחקירים לפעולות השייטת כאשר הצוללים מפעולת אלכסנדריה עדיין נמצאו בשבי. תרבות ההתחקיר החושפני עוד לא הייתה מקובלת אז בחיל הים. אירועים שקרו מאוחר יותר באותה שנה האפילו את זכרונות המלחמה.