Таким образом, турецкий флот потерпел полное поражение и бежал. Османский флот надолго утратил боеспособность. Турки потеряли 3 линейных корабля, 4 фрегата и корвет. Остальные уцелевшие корабли были сильно повреждены. О размерах потери турок в людях можно судить по тому, что на взятом в плен корабле из 800 человек команды 230 было убито и 160 ранено. Наши корабли также значительно пострадали, получив большие повреждения в корпусе и рангоуте, но общее число убитых и раненых на всех судах эскадры не превышало 200 человек. В числе убитых в Афонском сражении был командир корабля «Рафаил», капитан 1-го ранга Дмитрий Александрович Лукин.

23 июня (5 июля) 1807 Сенявин решил больше не преследовать противника, и возвратиться на помощь осажденному Тенедосу. Однако из-за встречного ветра и штилей прибыл туда только 25 июня (7 июля). Избегая излишнего кровопролития, русский адмирал, вступив в переговоры с командиром турецких войск, предложил османам почётную капитуляцию: сдаться с условием, что разоруженные турецкие войска будут перевезены на анатолийский берег. Турецкий командир принял условия, и 28 июня около 5 тыс. турецких солдат было перевезено на берег, все осадные пушки и оружие были сданы русским, укрепления взорвали.

Английский флот, не оказывавший до сих пор никакого содействия Сенявину, снова объявился. Было решено общими силами сделать нападение на турецкий флот, стоящий в Дарданеллах. 29 июня (11 июля) к Тенедосу пришла английская эскадра под командованием лорда Коллингвуда. Целый месяц эскадры простояли рядом, в то время как в Тильзите шли переговоры между императорами Александром I и Наполеоном. 1 августа обе эскадры перешли к острову Имброс с целью атаковать турок в Дарданеллах. Но 12 августа корвет «Херсон» доставил Сенявину рескрипт русского императора о прекращении военных действий против Турецкой империи. 25 июня был заключен Тильзитский мир и союз между Россией и Францией. Последствием союза с Францией было присоединение России к континентальной блокаде, заставившее ожидать скорого разрыва с Англией. В результате англичане становились нашими противниками и положение нашей эскадры в Архипелаге делалось крайне опасным. 28 августа эскадра Сенявина вышла из Архипелага на Корфу.

После поражений на суше и на море, невозможности вооруженных сил продолжать боевые действия и утраты надежды на помощь Наполеона, заключившего с Россией мир и союз в Тильзите, Порта вынуждена была принять сделанное генералом Михельсоном предложение о перемирии. Соглашение было заключено 12 августа 1807 года, сроком по 3 марта 1809 года.