因此，朱棣对这些归附者仍有疑虑，例如他在进军时就要求将士加强戒备，并指出，如果有蒙古人往东走，可能是瓦剌派往鞑靼的使者；如果有蒙古人往西走，可能是鞑靼派往瓦剌的使者；而明军一旦发现这些人，应当予以拘留。朱棣还在大战结束之后的6月9日重申各路人马要注意遵守战场纪律，在厮杀时不许与敌人说话。这是因为明军中有大量归附的蒙古兵，他害怕这些人与瓦剌暗通消息。
明军在战区逗留了二三日来打扫战场，便沿着进军的路线回师。当天中午撤到回流甸的时候，朱棣遣使阿鲁台，通报击败瓦剌的战况。
6月11日，北征大军回到三峡口，峡口山上盘踞着一批瓦剌士兵，还有数百人在双海子出没。明军用火器射击双海子，逼使敌人撤离了该地。峡口山上的敌人见势不妙，也撤离了。八月初一日，朱棣率军由安定门进入北京。归心似箭的明军回师用了不到两个月的时间，而进军则用了3个多月的时间，可见回师的速度比进军的速度要快得多。
史载，明军与瓦剌军作战时，“杀其王子10余人，斩虏首数千级”。在战争中，战死与战伤的比例通常为1：3。故此可以判断瓦剌在作战中可能有过万人死亡或者受伤。而明军的伤亡，据《明史纪事本末》的记载，与瓦剌差不多。
到目前为止，从神机营参与的两次北征来看，其作战方式有进攻、防御、埋伏、突击等等。这支部队在战争中经常首当其冲、全程使用，套用一句成语，叫做“勇冠三军”。朱棣后来根据神机营的优异表现，规定在布阵时，手持神机铳的射手一定要布置在阵营的前面，马队排在后面，因为前面的队形疏散开来，便于射击，而后面的队形密集一些会使阵营更加坚固。这个战术根据以往的作战经验而总结出来，意味着当明军与对手作战时，将首先用神机铳发射弹丸挫敌锋芒，然后再用骑兵冲击。实践证明，神机营在其后的多次北征中不负众望，纵横驰骋于苍茫塞外，如入无入之境，几乎使那里成了自由开火区。
瓦剌遭到惨败之后，不久，向明朝遣使谢罪，表示愿意重新归附。鞑靼的阿鲁台却利用瓦剌中衰的机会，向西发动一连串的进攻，势力获得了较大的发展，并开始桀骜不驯，南下威胁明边了。而明朝则于1413年（永乐十九年）迁都北京，以南京为陪都，显然，迁都有利于经略蒙古。
