原城
対する幕府軍は1千人の戦死者を出しながらも新手を投入し、ついに寛永15年2月27日から28日(1638年4月11日から12日)にかけての総攻撃で一揆軍を全滅させた。幕府軍の記録によると、一揆軍の中で幕府軍に内通していた山田右衛門作だけが助命され、その他は老人や女子供に至るまで一人残らず皆殺しにされたという。幕府軍の総大将であった松平信綱の子・松平輝綱(武蔵川越藩の第2代藩主)は、『島原天草日記』の中においてこの時の様子を「(前略)剰つさえ童女の輩に至りては、喜びて斬罪を蒙むりて死なんとす、是れ平生人心の致すところに非らず、彼宗門に浸々のゆえ也」と記し、一揆軍は殉教を重んずるキリシタンの信仰ゆえに全員が喜んで死を受け入れたとする旨を語っている。ただし、幕府軍は総攻撃を行う前に、キリシタンでなく強制的に一揆に参加させられた者は助命する旨を一揆軍に伝えており、これに応えて1万人以上が投降して生き延びたとする説もある。
幕府軍は乱の終結後、再び一揆の拠点として使用されることのないよう原城を徹底的に破壊し、虐殺された一揆軍3万7千人の遺体は廃墟となった原城の敷地内にまとめて埋められた。その一方で、島原藩主の松倉勝家は苛政により乱を引き起こした責任から、罪人として、大名としては前例のない斬首に処せられた。
なお、明和3年(1766年)7月15日、願心寺の注誉証人と村の庄屋らが、敵味方の区別なく死者を供養するため原城跡に地蔵尊塔の「ほねかみ地蔵」を建立した。