При свете бивачных огней сошлись шведские генералы за вагенбургом, чтобы обсудить свое положение. Состояние отряда было ужасным: почти половина состава была потеряна. Искусство русских войск и их отменная храбрость угнетающе подействовали на шведов. Продолжение боя в тесном вагенбурге на следующий день угрожало окончательным истреблением отряда. При столь тяжелых обстоятельствах Левенгаупт решил ночью же начать отступление на Пропойск. Оставив раненых и артиллерию, а также огромный обоз, шведы тихо потянулись через мосты и стали скрываться во мраке ночи. Чтоб замаскировать это отступление и выиграть время, Левенгаупт приказал всю ночь поддерживать бивачные огни.
Только на рассвете Петр узнал об отступлении шведов. Тотчас же для преследования он посылает часть конницы под начальством Пфлуга. Ночное отступление шведов происходило в большом беспорядке, войска уже не слушались своих начальников. Вскоре Пфлуг настиг арьергард Левенгаупта и рассеял его. У Пропойска шведов ждала новая беда: мост через Сож был уничтожен и по ту сторону реки видна была русская конница; то были драгуны Фастмана. Бросив вторую половину транспорта, ушедшего с авангардом, и лишь частью уничтожив запасы, Левенгаупт посадил пехоту на коней и спустился вниз по течению реки Сож. У деревни Глинки ему удалось на конях переправиться на левый берег Сожи. Отсюда унылые остатки его корпуса потянулись в Северскую область, чтобы принести нерадостную весть своему повелителю.
Потери шведов под Лесной были огромны: 8 тысяч убитых осталось на поле битвы; 500 пало при преследовании; в плен захвачено было 45 офицеров и 700 нижних чинов; 17 орудий, 44 знамени и штандарта и, наконец, 7 тысяч нагруженных повозок достались победителям. Потери русских были сравнительно невелики: 1 тысяча убитых и около 3 тысяч раненых.
Блестящая победа Петра I при Лесной явилась результатом глубоко продуманной им операции; его распоряжения и действия русских войск во время сражения заслуживают быть особенно отмеченными. Прежде всего обращает на себя внимание активность действий корволанта; несмотря на выяснившееся превосходство шведских сил, царь беспрерывными атаками взял в свои руки инициативу действий. Своевременное движение частей правой колонны на выручку левой (бой за перелесок) и одновременные атаки всеми силами в дальнейшем бою указывают на то, что русские войска под начальством Петра I понимали значимость принципа взаимной поддержки в самом широком значении этого понятия. Необходимо также указать на умелое применение царем принципа подготовки атаки (артиллерийским огнем и ружейными залпами), на сосредоточение возможных сил к полю сражения (Боур) и на принцип умелого сбережения сил своего отряда во время боя. Все это дает право операцию Петра Великого против Левенгаупта, как основанную и по идее, и по исполнению на неизменных началах военного искусства и проведенную в строгом соответствии с обстановкой, считать классическим образцом, несмотря даже на то, что стратегическая разведка велась не беспрерывно, а о движении Левенгаупта Петр I узнавал случайно и что на самом поле сражения наша конница не смогла открыть вовремя присутствия шведов в перелеске. Затем необходимо отметить отсутствие преследования всеми силами тотчас по окончании сражения. Тем не менее результаты победы были огромны.
С угрюмой тоской и затаенной тревогой встретила шведская армия, заброшенная в дебри Украины, остатки отряда Левенгаупта. Невеселые вести распространяли эти беглецы. Разнеслась молва по всей шведской армии о том, как превосходно сражались у Лесной молодые войска московского царя. Это уже не та толпа неучей, которую так легко рассеяли шведы под Нарвой в начале войны. У Лесной перед изумленными шведами искусно маневрировали прекрасно обученные войска. А вел в бой эти войска сам царь-великан. Орлиным взором высмотрел он самое слабое место в расположении шведов и нанес в эту чувствительную точку грозный удар. Смутились гордые сердца шведских воинов от этих зловещих вестей. Все чаще и чаще тревожные сомнения стали закрадываться в их души…