ตามพงศาวดารพม่า พระเจ้าตะเบ็งชเวตี้เมื่อเสด็จกลับถึงพระนคร ก็เสวยแต่น้ำจัณฑ์และละทิ้งการปฏิบัติพระราชกรณียกิจ[37][41] ทำให้พระมหาอุปราชาบุเรงนองจำเป็นต้องทำหน้าที่ผู้สำเร็จราชการแผ่นดินแทน[39] ใน พ.ศ. 2092 เมื่อบุเรงนองออกจากเมืองหลวงเพื่อปราบปรามกบฏมอญทางใต้ พระเจ้าตะเบ็งชเวตี้ทรงถูกลอบปลงพระชนม์และได้มีการผลัดเปลี่ยนแผ่นดิน[45] ทำให้หัวเมืองต่าง ๆ แข็งข้อขึ้น ซึ่งทำให้บุเรงนองต้องใช้เวลากว่าห้าปีในการรวบรวมแผ่นดินให้เป็นปึกแผ่น จนเสร็จสิ้นเมื่ออังวะถูกยึดใน พ.ศ. 2097[46]

สงครามนี้เป็นสงครามแรกระหว่างพม่ากับไทยซึ่งยืดเยื้อมาจนกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 นอกจากนี้ยังเป็นครั้งแรกที่กรุงศรีอยุธยาถูกข้าศึกต่างด้าวโจมตี[40]

ตามหลักฐานของไทย ฝ่ายอยุธยา สมเด็จพระมหาจักรพรรดิได้พระราชทานเพลิงพระศพสมเด็จพระสุริโยทัยที่สวนหลวง แล้วสร้างวัดอุทิศพระราชกุศลพระราชทาน คือ วัดสบสวรรค์ สถูปขนาดใหญ่ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อเก็บพระอัฐิของสมเด็จพระสุริโยทัย ถูกเรียกว่า เจดีย์พระศรีสุริโยทัย[34] แต่ถึงแม้ว่าจะมีการสร้างอนุสาวรีย์ขึ้นเฉลิมพระเกียรติพระองค์ขึ้นหลายแห่งในประเทศไทย แต่ตัวตนและความเสียสละของพระองค์ยังเป็นหัวข้อที่ยังเป็นที่โต้เถียงกันอยู่ เนื่องจากความจริงที่ว่าพระนามของพระองค์มิได้ถูกกล่าวถึงหรือบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์พม่าเลย[47] และข้อเท็จจริงทั้งหมดเกี่ยวกับชีวิตของพระองค์ถูกคัดมาจากบางตอนของจดหมายเหตุกรุงศรีอยุธยาและการบรรยายของนักสำรวจชาวโปรตุเกส โดมิงโก ซีซัส[48]

ผลของสงครามทำให้มีการเสริมการป้องกันของอยุธยาให้เข้มแข็งขึ้น เช่น กำแพงและป้อมแข็งแกร่งขึ้น และปรับปรุงกิจการทหารและทำนุบำรุงสภาพบ้านเมืองให้แข็งแกร่ง โดยมีการก่อกำแพงอิฐรอบตัวพระนครกรุงศรีอยุธยาแทนเชิงเทินดินปักไม้แบบเดิม กำหนดหัวเมืองขึ้นใหม่ 3 หัวเมือง โดยยกบ้านตลาดขวัญเป็นเมืองนนทบุรี ยกบ้านท่าจีนเป็นเมืองสาครบุรี และรวมดินแดนบางส่วนของราชบุรีกับเมืองสุพรรณบุรีเป็นเมืองนครชัยศรี ทรงเตรียมเรือเพิ่ม และจัดการคล้องช้างป่าเพื่อใช้ในการสงครามเพิ่มเติม[49] โดยในเวลา 3 ปี สามารถจับช้างเผือกได้ถึง 6 ช้าง ทำให้อยุธยามีช้างเผือกรวม 7 ช้าง[50] รวมทั้งการทำบัญชีบันทึกทหารทั้งปวง และขนาดของกองทัพเรือยังได้เพิ่มมากขึ้นด้วย[51][52]

ชัยชนะของอยุธยาครั้งนี้ทำให้พม่าได้ประสบการณ์สำคัญในการยุทธ์กับอยุธยาในอนาคต การบุกครองครั้งต่อไปเกิดในรัชกาลพระเจ้าบุเรงนอง ผู้คุ้นเคยกับการรบกับชาวอยุธยาและการเคลื่อนทัพผ่านภูมิประเทศของอาณาจักรอยุธยา[53] ความไม่สงบภายในพม่าชะลอการบุกครองครั้งต่อไปออกไป 15 ปี จนสงครามช้างเผือก (พ.ศ. 2106–2107)[40]