古号，2艘全钢制战列舰在海战中被击沉，从英国购买的由良号铁甲战列舰和鬼怒号铁甲战列舰被击沉，从购买英国海军4艘老式铁甲舰占守号、香取号、常盘号和津轻号，全部沉没无一幸存。
排水量9700吨的浅间级大型快速装甲巡洋舰筑摩号和摩耶号被击沉，筑摩号是中了尖刀号潜艇的鱼雷沉没的，摩耶号则是在和东北海军大型快速装甲巡洋舰的对轰中，被炮弹击沉的。
日本海军联合舰队还损失了吉野级快速防护巡洋舰滨利号、若叶号、城可号、绫空号，购买意大利的4艘快速防护巡洋舰朝云号、山云号、夏云号、峰云号，也在断后的交战中全部沉没，联合舰队第一驱逐舰队和第二驱逐舰队的6艘驱逐舰全部沉没，还损失鱼雷艇24艘。
虽然日本海军联合舰队损失很大，但是因为司令官东乡平八郎的果断，让联合舰队的主力尚存，还有资本继续和东北海军争夺制海权。
在海战的战场之外，有几艘海战的各国观察船，其中有2艘英国的快速防护巡洋舰，1艘美国的防护巡洋舰、1艘德国的快速防护巡洋舰和1艘法国的驱逐舰，这些军舰都是从上海刚刚赶过来的，跟随在东北海军舰队的身后，就是为了观察东北海军和日本海军的交战情况。
此时上海的公共租界和法租界，居住着大量的英国人、法国人、美国人、德国人，4国都在上海驻扎了规模不大的海军。
看到这场海战已经结束了，4国的军舰只有1艘英国的快速防护巡洋舰离开了，要去找一个港口城市，这艘英国军舰还搭载了其他3国的观察员代表，他们准备把海战的结果传回国内，其他3艘军舰还将留在这片海域，或者跟随东北海军，或者跟随日本海军，准备继续观察着东北海军和日本海军接下来交战的情况。
东北海军第一舰队、第二舰队和第三舰队等了一段时间后，就汇合了从后面赶过来的几十艘运输船，继续向北航行。
9月21日，刚刚经过海战的东北海军3支舰队，用电台联系上了海参崴，把对马岛海战的过程传给了海参崴，并且让海参崴把对马岛海战的结果传给林大鑫。
在海参崴的东北海军第六舰队指挥官黄洪，这一段时间正憋着一股火没有地方发泄，9月10日晚上日本人偷袭海参崴港口，给第六舰队带来了重大损失，主力军舰中5艘铁甲战列舰，2沉1重伤，5艘大型快速装甲巡洋舰，1沉1重伤，加上沉没了2艘防数级快速防护巡洋舰和1艘驱数级驱逐舰，另外2艘防数级快速防护巡洋舰重伤，阵亡人数超过千人，等于第六舰队的战斗力下降了一小半。
而日本海军只损失了一些驱逐舰和鱼雷艇，这场日本海军的突袭，也是东北海军历史上，包括其前身水师学堂海军，唯一的一次失利，就让黄洪给赶上