韓馥は奮威将軍に任命されたものの実権がなかったという（『後漢書』「袁紹伝」）。韓馥の従事のほとんどが韓馥を見捨てる中、耿武・閔純だけは袁紹を暗殺しようとしたが、袁紹に採り立てられた田豊により殺害された（『後漢書』「袁紹伝」が引く『英雄記』）。やがて韓馥は袁紹の勢いを恐れ、袁紹の下を去り張邈の下に身を寄せた。その後、張邈と袁紹の使者が会見している時、袁紹の使者が張邈に耳打ちするのを見た韓馥は、殺されるのではと勘違いし厠で自殺してしまった（魏志「袁紹伝」）。
当時の袁紹軍は補給に苦しんでおり、物資の供給を韓馥に依存していた。このため逢紀はこの機会に公孫瓚を利用し、冀州を韓馥から奪い取るための策略を袁紹に具申した。袁紹はそれを容れて公孫瓚と連絡を取り、韓馥に軍事的な圧力をかけたという（魏志「袁紹伝」が引く『英雄記』）麴義は韓馥の将だったが、この前後に部曲を引き連れて袁紹に寝返ったという（『後漢書』「袁紹伝」）。また、張楊・於夫羅もこの時期に袁紹へ帰服したという（魏志「張楊伝」・魏志「袁紹伝」が引く『九州春秋』）。この期を逃すまいと考えた袁紹は韓馥の動揺に付け込み、使者として荀諶・高幹らを派遣し韓馥に冀州を譲るよう説得させた（魏志「袁紹伝」）。韓馥は元々臆病な性格であったため、荀諶の説得を聞き、この提案を受け入れる気になったという（魏志「袁紹伝」）。耿武・閔純・李歴らが、現時点での冀州の軍事力が袁紹を上回っている事を理由に韓馥を諫止したが、韓馥は聞き入れなかった（魏志「袁紹伝」）。また、趙浮・程奐が兵を出して袁紹に抵抗したいと願い出たが、韓馥はこれも聞かず、冀州を袁紹に譲ってしまった。同年秋7月の事だった（魏志「武帝紀」）。これより前、韓馥は騎兵を故郷である潁川に派遣し、同郷の荀氏一門（荀彧ら）を冀州に招いていたが、荀彧が到着した時には、既に袁紹に冀州を奪われた後であったという（魏志「荀彧伝」）。
袁紹と共に、皇族で幽州牧の劉虞を擁立しようと計画したが、袁術や曹操らがこれに反対した（魏志「袁術伝」・魏志「武帝紀」）。翌2年（191年）春には劉虞本人に擁立を持ちかけたが、劉虞に固辞されたため失敗した（魏志「武帝紀」・「公孫瓚伝」）。また官爵を発行させるため、劉虞に尚書の事務を執り行なわせようとしたが、これも拒絶された（魏志「公孫瓚伝」）。韓馥は安平に駐屯していたが、公孫瓚の攻撃を受け撃破された。公孫瓚は表向きは董卓征伐に協力すると言いつつも、内心は冀州に攻め寄せる意思を持っていた。また諸郡がこれに呼応する動きを見せたため、韓馥は恐怖心を抱いたという。董卓が長安遷都後も、しばらく洛陽に留まって関東諸侯の侵攻に備えていたが、同年夏4月に長安へ退いたため（魏志「武帝紀」）、袁紹は延津に引き返した（魏志「袁紹伝」）。
6年間にも及んだこの乱により、稙宗が当主となって以来拡大の一途をたどってきた伊達氏の勢力は一気に衰弱した。まず、伊達氏に服属していた奥羽諸大名のうち蘆名氏・相馬氏・最上氏などが乱に乗じて独立して勢力を拡張、特に蘆名氏は伊達氏と肩を並べるほどの有力大名へと成長した。また大崎・葛西両家においても、養子として送り込まれていた稙宗の子（義宣・晴清）が討たれ、乗っ取りが失敗に終わった。一方、伊達家中においても、稙宗方についていた懸田俊宗らが和平案を不服として晴宗に反抗を続け、この鎮圧にさらに5年余りを要した。加えて晴宗方の重臣・中野宗時が乱中にあって、子の久仲を牧野氏の後継に送り込むなどして力を伸ばし、家中最大の勢力となって権勢を振るうようになった。晴宗は乱の終息後、家中の検断を行って（『晴宗公采地下賜録』）集権化を図るが、晴宗方についた重臣達には守護不入権などを認めざるを得なかった。こうした乱の後遺症の後始末がようやく終わったのは、晴宗の子・輝宗の代であった。ただし、晴宗とその周辺に天文の乱の原因を求め、その治世を衰退期とみなすのは、父・稙宗および息子・輝宗との対立を続けた晴宗が江戸時代に御家騒動を引き起こした伊達綱宗（仙台藩第3代藩主、晴宗の玄孫にあたる）と重ね合わされて仙台藩の修史において不当に低くされた結果で、必ずしも史実に則したものではない、とする見解も存在する。また、仙台藩の修史活動が盛んであった元禄期の段階で晴宗側近であった中野宗時・桑折景長の子孫が既に断絶していた（前者は元亀の変で没落、後者は宗家は宇和島藩に移り、残された分家も伊達騒動で断絶させられた）ことで、彼らを「姦臣」扱いにしても家中で影響を受ける家臣がいなかったことが大きいとされている。越後では、天文19年（1550年）に上杉定実が跡継ぎを得られぬまま死去し、越後守護上杉氏は断絶した。そのため守護代・長尾景虎（長尾晴景の弟・後の上杉謙信）が越後国主となり、名実ともに戦国大名としての地位を獲得した。