McClellan mimo zdecydowanie korzystniejszego stosunku sił (2:1), znowu nie wykorzystał szansy na zniszczenie armii przeciwnika. Pod koniec dnia ciągle dysponował dwoma świeżymi korpusami, rezerwą artylerii i całą kawalerią. Użycie odwodów między godz. 13 a 14 na którymkolwiek odcinku zapewne przełamałoby opór konfederatów. Już sam plan bitwy wydaje się niefortunny. Korpusy Unii atakowały bez koordynacji, dając czas gen. Lee na ryzykowne przerzucanie sił pomiędzy skrzydłami.
Po bitwie obie strony ogłosiły swój sukces. „Wielkie zwycięstwo!” – grzmiał „New York Times”. „Bezwstydne fałszerstwo” – odpowiadał „Richmond Enquirer”. Żołnierze Południa i Północy zapamiętali ten dzień zgoła inaczej. Mówiono o przeraźliwej rzezi i smrodzie rozkładających się ciał. Około 19 tys. uczestników boju zostało rannych; niektórych zabrano z pola walki dopiero po dwóch – trzech dniach, dla wielu pomoc przyszła za późno. Grzebanie poległych i zmarłych zajęło kilka dni. Wkrótce do nowojorskich galerii dotarły fotografie znad Antietam. Opinia publiczna mogła pierwszy raz obejrzeć z bliska horror wojny. Obrazy z Krwawej Alei stały się jednym z symboli amerykańskiej wojny domowej.
Armia Północnej Wirginii, nieniepokojona przez McClellana, który nie ruszył w pościg, wycofała się z Marylandu, ewakuując całą artylerię i tabory. Prezydent Lincoln był wściekły i zdymisjonował „Małego Macka”. Nie na wiele się to jednak zdało. W następnych latach kolejni dowódcy Armii Potomaku bezskutecznie ponawiali ofensywy na Richmond. Żaden z nich nie potrafił przechytrzyć gen. Lee. Dopiero nieudana ofensywa Południa na Pensylwanię i sukcesy gen. Granta na froncie zachodnim przyniosły przełom w wojnie. Od jesieni 1863 roku Konfederacja chyliła się już ku upadkowi. Wiosną 1865 roku pobici południowcy skapitulowali. Północ raz na zawsze potwierdziła swą dominację w Unii.
