К наступлению темноты шведы потеряли около 2,5–3 тыс. солдат и офицеров убитыми, ранеными и пленными (в плен к русским в общем итоге попали всего от 745 до 877 шведских военнослужащих); русские потери составили 1111 убитыми и 2856 ранеными, не учитывая неустановленное небольшое число пленных[163]. По данным В. Артамонова, русские драгунские полки в битве под Лесной понесли общие потери в количестве от 9 до 19 % боевого состава, а пехотные полки – от 20 до 48 %[164]. Как видно, соотношение потерь непосредственно в битве оказалось в пользу шведов, несмотря на численное превосходство русских и то, что царское командование противопоставило свою Лейб-гвардию третьеочередным королевским частям, набранным из рекрутов и гарнизонов в Финляндии и Прибалтике. Однако ни это, ни численное и материальное преимущество не позволили царю Петру одержать победу. Благодаря отчасти осторожности Левенгаупта, отчасти собственной стойкости и упорству, а также лучшей выучке и боевому мастерству, шведы удержали свои позиции.

Согласно самому Левенгаупту, в результате тяжелой и кровопролитной баталии, в которой со стороны шведов все время участвовали не более 6 тыс. солдат и офицеров, учитывая их убыль убитыми и ранеными, противник понес потери примерно вдвое большие, чем шведы, так что численный состав шведских войск и на следующий день позволял им отразить новые атаки. Поскольку шведы стояли в хорошо построенном боевом порядке, последняя рукопашная атака русских была отражена, и противник вынужден был покинуть открытую местность и спрятаться в лесу. Шведы же спустя несколько часов после окончания баталии оставались на месте, окруженные павшей на землю темнотой, после чего отошли в полном порядке, причем противник их не преследовал, не атаковал отходящие войска, так что ни один шведский солдат во время этого маневра не пострадал.

В действительности положение шведского корпуса после окончания битвы стало крайне тяжелым. Сам Левенгаупт признается, что в результате затяжного и длящегося весь день столкновения с противником большая часть шведских полковых и ротных офицеров была убита или ранена помимо унтер-офицеров и рядовых, пострадавших пропорционально. В частности, в ходе битвы погибли командиры пехотных полков и батальонов Брюкнер, Ваденфельдт, Лейон, а также командиры кавалерийских полков и отдельных эскадронов – Бургхаузен, Розен, Скуг. Позиция, на которой оставались шведы, была очень неудобна как в силу узости обороняемого пространства, ограниченного с тыла непроходимым болотом и рекой Леснянкой, так и в связи с необходимостью постоянно сосредотачивать усилия на левом фланге для удержания переправы через Леснянку. Кроме этого, дальнейшие решения Левенгаупта показывают верное понимание того, что противник будет усиливаться, в то время как собственные резервы отсутствуют (по свидетельству Петре, шведский военачальник уже знал о приближении дивизии Вердена, так как об этом рассказал взятый в плен в бою русский офицер; дивизия подошла к Лесной 29–30 сентября, и недовольный такой медлительностью царь отстранил Вердена от командования, назначив на его место Аникиту Репнина, восстановленного таким образом в должности и звании, хотя и Верден не утратил доверие царя, осуществлял организационные функции по управлению войсками под Полтавой и после битвы был повышен в звании до генерал-лейтенанта от инфантерии). Спасение оставшихся солдат и артиллерии заключалось в быстром отходе, что означало гибель третьей части обоза под Лесной, поскольку оторваться от преследования вместе с большим количеством повозок было невозможно.