イギリスでは、この事件とエヴァンス事件（こちらは処刑後に真犯人が判明したとされる）で冤罪で死刑が執行されたとの疑いが拭いきれないとして、死刑廃止運動が巻き起こり、死刑執行のモラトリアムを経て死刑廃止になった。一方、A6における惨劇の真犯人について論争が長年続いており、様々な人物が容疑者として名指しされたほか、調査も行われてきた。また捜査機関が元死刑囚に有利な目撃証言を握りつぶしていたことも判明するなど論議を呼んでいた。しかし2001年に凶器が包まれていたハンカチに付着していた粘液のDNA検査が行われ、それと照合する為にハンラッティの遺体が発掘され照合された。その結果両者のDNAが一致した。そのため2002年に裁判所は再審裁判のなかで彼の事件への関与は明らかであると確定された。以上のことから、ハンラッティ事件は長年恐れられていた冤罪による死刑執行ではなかったことが確定した。
日本軍ではミッドウェーの大敗北で士気が下がっていたところにこの大勝利があり大いに士気が上がったという。この作戦立案をした神重徳大佐は「作戦の神様」として祭り上げられることとなり、後々の彼の立てた無謀な作戦も比較的容易に採用されるようになる。一方、日本軍航空隊で顕著だった戦果誤認問題は尾をひいた。輸送船1隻、駆逐艦2隻大破、戦闘機16機撃墜の戦果に「大巡1隻撃沈、軽巡2隻火災沈没確実、軽巡洋艦1隻大破傾斜、駆逐艦2隻撃沈、輸送船9隻撃沈、輸送船2隻火災、敵戦闘機48機、爆撃機5、中型機1撃墜」と報告した日本軍航空隊の認識力は、台湾沖航空戦の大誤報がレイテ沖海戦に繋がったように、日本軍の作戦そのものに影響を与え続けた。宇垣纏連合艦隊参謀長は「視認判定の戦果と実情とは相当の差ある事を覚悟すべし。毎日の戦果敵情に連れて刻々の情況判断を新にし計画の変更に備ふべきを命ず」と述べている。本海戦以降、第八艦隊も日本海軍航空隊の戦果報告を信用しなくなり、実戦果は¹⁄₁₀程度と見積もるようになったが、これは友軍にも内密であったという。また、この海戦勝利の影で夜戦での探照灯による照射砲撃が持つ危険性（照射艦が敵艦隊から集中砲撃を浴びる）というものが戦訓として考慮されなかった。軽巡天龍は探照灯を破壊された。重巡鳥海は小破で済んではいるが、20センチ砲弾6発（1番砲塔、艦橋3、煙突上部、マスト）、12.7センチ砲弾4発を被弾していた。特に鳥海艦橋後方の作戦室を貫通した砲弾が炸裂していたら、壁一枚隔てて艦橋内にいた司令部メンバーはほぼ全員戦死していたであろうといわれている。実際、これらの盲弾の命中だけで艦は小破で済んでいるにもかかわらず鳥海だけで戦死34名、重軽傷48名という人的損害を出している。死傷者の中には第一砲塔内で戦死した15名の他、旗甲板で戦闘を観戦していた非戦闘配置員が多数含まれていた。さらに青葉では第二次戦闘中に機銃弾が魚雷に命中し、火災が発生した。杉浦一等水兵の決死消火作業により火災は収まったが、轟沈の危険性もある状況であった。他にも鳥海の損傷が味方の大勝に隠れて軽視され、また連合軍の弾薬が粗悪なのを連合軍に気づかせぬためにこの損傷結果を三川長官が緘口令（かんこうれい）を敷いて極秘にした結果が、第3次ソロモン海海戦での戦艦比叡の喪失に結びつくこととなった。とはいえ、連合軍側でも弾薬の問題は気付いており、米重巡シカゴが戦闘時に発射した照明弾は44発発射してわずか6発しか炸裂せず、また8日の航空攻撃で損傷、放棄された輸送船ジョージ・F・エリオットを処分するために米駆逐艦から発射された魚雷4本は全弾命中したにもかかわらず、炸裂したのは僅か1本であった。1943年7月24日には、アメリカの潜水艦ティノサ(USS Tinosa, SS-283)が給油船第三図南丸に魚雷12発を命中させ、炸裂したのは2本という事態に至る。この欠陥の原因は魚雷の実戦用テストが全く行われていなかったためであり、潜水艦部隊司令官チャールズ・A・ロックウッド少将が1943年8月に行った実験によってようやく解決へ向かった。加古沈没の原因については、日本海軍の艦艇、特に巡洋艦は他の列国の新造艦では廃止される傾向にあった中央隔壁をどの艦にも設けたが、これは船体強度と剛性に優れる反面、魚雷命中等、何らかの要因で艦が浸水した場合に、隔壁によって片舷のみが浸水した場合被害の程度によるが、迅速に反対舷に注水しないと傾斜し、転覆しやすくなる欠点があった。。加古の損失について宇垣纏連合艦隊参謀長は『戦藻録』に「道は九十九里を以て半すとの格言に相當するに非ざるか」と著した。チェスター・ニミッツ（当時太平洋艦隊司令長官）は潜水艦による加古喪失の効果について「アメリカ軍の惨敗をとにかく埋め合わせた」、「後日、日本海軍が東京急行に水上兵力を投入するにあたり、ずっと慎重で消極的な方法をとらせることになった」と指摘している。アメリカ軍はこの敗北に対してヘプバーン委員会として知られるアメリカ海軍の本海戦に関する公式の調査委員会が組織され、引き続いて海戦に関する報告書を作成した。委員会は1942年12月以降海戦に関わった殆どの連合軍将校から数か月かけて事情聴取を行った。委員会は、唯一シカゴのボード艦長のみ懲戒処分にあたると勧告した。報告は他の連合軍将校達、すなわちフレッチャー、ターナー、マッケーン、クラッチレーの各提督とリーフコール艦長については処分を求めなかった。ターナー、クラッチレー、マッケーンの各提督の以後の経歴は本海戦の敗北や、その中での失策によって影響されなかった。しかしながらリーフコール艦長は二度と艦長になることはなかった。ボード艦長は、委員会の報告がとりわけ彼に対して批判的であると知ると、1943年4月19日にパナマ運河地帯にある基地で自殺を図り、翌日に死亡した。