Потери русских были весьма малы: на корабле «Европа» было 3 убитых и 6 раненых, в корпусе 14 пробоин, из них 7 подводных; на корабле «Не тронь меня» 3 раненых; на корабле «Ростислав» не было ни убитых, ни раненых, но перебито несколько рангоутов, парусов, снастей, да одно 18-дюймовое каменное ядро пробило обшивку и застряло в ней. На других судах потерь и повреждений вообще не было.
Утром 27 июня Алексей Орлов отдал приказ собирать раненых турок для «перевязывания ран и подаяния возможной помощи». Большую часть пленных Орлов позже велел отпустить, лишь 86 знатных алжирцев были отправлены им на Мальту. В письме к великому магистру Пинто Орлов предложил обменять их на мальтийцев, захваченных ранее алжирскими пиратами. Пинто был столь обрадован, что предложил русскому послу маркизу Кавалькабо отремонтировать на Мальте русский корабль «Ростислав». Позже, уже летом 1772 г., на Мальте был отремонтирован сильно поврежденный корабль «Саратов».
Возвращение турецким властям пленных турецких моряков объясняется вовсе не «исключительно гуманным отношением к пленным» Алексея Орлова, как это хочет доказать Л.П. Полушкин в книге «Братья Орловы». Во-первых, пленных турок попросту было негде содержать, а учинить избиение пленных, как это сделал через 28 лет генерал Бонапарт у Яффы, граф не решился. Во-вторых, узнав о гибели своего флота, мусульмане города Смирна (ныне турецкий город Измир), расположенного в 70 верстах от Чесмы, устроили резню христиан. Русских там, естественно, не было, поэтому резали коренное население – греков, ведь до прихода турок Смирна была греческим городом, а также европейских купцов. Надо ли говорить, что убийство англичан и французов могло осложнить отношения этих держав с Россией. Орлов получил письмо от европейских консулов в Смирне, где говорилось, что народ и войско в Смирне, приведенные в бешенство и отчаяние вестью о чесменском деле, бросились на греков и перебили их множество; два европейца были также убиты. Возмущение это навело ужас на всех европейцев; большая часть франков искала убежища на кораблях, остальные заперлись в своих домах, торговля прекратилась. «Эта грозная крайность, – писали далее консулы, – побудила нас уполномочить и послать к вашему сиятельству депутатов с изъяснением такого опаснейшего нашего состояния и с просьбою не обращать победоносное оружие ее императорского величества на этот торговый город, на который должно смотреть не как на неприятельское место, а скорее как на колонию, основанную разными нейтральными государствами; разрушать их торговлю и приносить их подданных в жертву великая российская императрица, конечно, не пожелает. Городовое управление ожидает освобождения и тех пленных, которые ваше сиятельство еще удержали у себя».
Граф ответил немедленно: «Как скоро я услышал о возмущении, приключившемся в Смирне, отложил намерение идти на оный город для сей одной причины, чтоб приближение нашего флота не распространило более еще распутства и беспорядков. Для сего я тотчас освободил янычар-агу со многими другими турками и поручил ему объявить правительству города вашего, чтоб как возможно скорее прекратить тамо своевольное убийство и особливо чтобы в безопасность привести ваши особы. Я также весьма рад был бы согласиться на все то, что вы от меня требуете, если б не препятствовали тому разные причины: могу ли я безо всякого с другой стороны договорного со мною согласия ответствовать за то, на что неизвестные обстоятельства впредь меня побудят? Что же вы хотите меня уверить против принятых всеми понятий, что город Смирну должно почитать больше селением, основанным разными европейскими народами, нежели местом неприятельским, сие мне кажется непонятно. Сему вашему правилу последуя, должно бы мне и самый Царьград почитать таковым же, а по нем и все прочие приморские города, под владением турецким находящиеся, в которых есть несколько жительств народов европейских. Что касается торговли, будьте совершенно уверены: доколе флаг ее императорского величества будет в сих морях владычествовать, вы должны совершенно надеяться на защищение ее, чему вы уже ясно видели доказательства, лишь бы только в торговле сей ничего противного не было законам войны».
Екатерина была в восторге от Чесменской победы. Она писала графу П.А. Румянцеву: «Ничего знаменитее, кажется, в той стороне быть не может. Дивен Бог в чудесах своих!» Граф Алексей Орлов получил орден Св. Георгия 1-й степени и титул Чесменского; адмирал Г.А. Спиридов – орден Св. Андрея Первозванного; капитан-бригадир С.К. Трейг – орден Св. Георгия 2-й степени и чин контр-адмирала.
Екатерина написала о победе Вольтеру, в письме говорилось: «Что касается до взятия Константинополя, то я не считаю его столь близким, однако в этом мире, говорят, не нужно отчаиваться ни в чем. Я начинаю верить, что это зависит более от Мустафы, чем от всякого другого… если он будет по-прежнему упорствовать, то непременно доведет свою империю до больших бед. Он забыл свою роль, он зачинщик».