威海卫之战，日本舰队三艘鱼雷艇损伤沉没、主战舰无沉没记录。战舰乘员战死23人、负伤26人，舰队陆战队员死2人、事故死2人、病死1人。1名自杀死者崎辰次郎，2月4日在威海卫港湾内偷袭清舰实施鱼雷攻击时，因鱼雷发射管冻结不能及时发射，错失良机而自责，于后日剖腹自杀。
大本营利用辽东半岛封冻季节发动山东作战方略，歼灭清国北洋水师夺取威海卫要塞，折断了清国旅顺、威海卫两只守卫渤海湾门户的锐利犄角，达到了保障直隶决战使用渤海湾通路的战略目的。第二军司令官大山向大本营请求，第二军作战目的达成后，期望早期返回辽东半岛，大本营须及时调拨运兵船只回送部队。大本营考虑，输送大部队回归辽东半岛，可能会影响直隶平原大决战的时期。目前山东作战已经吸引了清国大批军力，威海卫作战结束后，如果状况可能的话，第二军从山东内地在陆上向直隶平原合围。1月31日，大本营根据威海卫实际作战进度状况，考虑实施合围作战，后勤支援上会出现很大困难，同意大山司令官的早期见解。2月4日，大本营发出威海卫作战目的达成后，迅速从海上撤回辽东半岛的训令。2月12日，北洋水师的降服大势已定，前进中的清军增援部队也放慢了进军速度。2月17日，清日两军完成全部受降交接，大山司令官命令部队，以不与清国援军接战为度从威海卫撤军。2月22日至3月1日，诸部队返回旅顺口，按预定计划完成撤军。
清国北洋水师全军覆没，丁汝昌在战争中的表现引起诸多非议，许多细节成为历史悬案。战后日本史学家分析，丁汝昌是农民出身的陆战将领，本无海上作战经验，却被任命为北洋水师最高长官，指挥亚洲最大舰队作战，在世界海战史上实属罕见。李鸿章与丁汝昌乃同乡，丁靠裙带关系被重用在朝廷早有异议。李鸿章对性情温和的丁汝昌斥责不加顾忌，作战指挥亦横加干涉，导致丁汝昌在决策上缩手缩脚，难以实现其外海作战之主见。作为清国舰队的最高长官，实质上已经丧失了独立指挥作战的权力。丁汝昌上下关系人缘极好，当黄海败战受朝廷责难时，便有上下级官员挺身为之辩护喊冤。12月26日，英国《泰晤士报》报道：“丁汝昌提督因作战不利被清廷革职处罚，清国舰队任职的外国军官联合公开声明，对丁汝昌的定罪和处罚不当，如若实施处罚，我等立即辞职。清廷闻知此况，立即发布敕令继续留用丁汝昌指挥北洋舰队。”
丁汝昌最终选择了死，或许那是最明智的选择。他一人的死，换来了数千人生存的希望。百年来历史对丁汝昌的评价各有褒贬，论作战能力丁汝昌非称职的舰队最高长官。但工作兢兢业业、品性温良，对上忠于朝廷，对部下及受雇外国军官以礼相待，受到将士的拥戴和尊敬，符合一个忠良军人的形象。丁汝昌作为一个封建时代的代表人物，充其量只是一个爱大清国的爱国者，这是历史无法选择的政治立场。历史沉重的一页翻了过去，无论降将或爱国者之说多么是非矛盾，丁汝昌毕竟用死的代价换来了数千人的生命，这些生命又衍生了今日新生命的价值。人性的逻辑，让历史再现丁汝昌受人仰慕的一面。