Усталость солдат, бывших на ногах с часу ночи, не позволила русской пехоте продолжать преследование далее четырех верст, после чего преследование продолжалось кавалерией. По окончании сражения Румянцев занял позицию позади бывшего турецкого лагеря.
Русские трофеи состояли из 140 пушек на лафетах со всеми принадлежностями, всего турецкого багажа, обозов и лагеря. Даже денежная казна визиря была оставлена в ходе битвы. Потери турок были велики: только на поле перед ретраншаментом и в лагере было собрано 3000 убитых. На пути отступления на расстоянии до семи верст лежали груды тел. По «умеренному счету» турки потеряли до 20 000 человек. Российские потери составили: убитыми 353 человека, без вести пропавшими 11, ранеными 550 человек. В донесении о победе, отправленном с бригадиром Озеровым, 1-й Гренадерский полк которого решил победу, Румянцев написал: «Да позволено мне будет, всемилостивейшая государыня, настоящее дело уподобить делам древних римлян, коим ваше величество мне велели подражать: не так ли армия вашего императорского величества теперь поступает, когда не спрашивает, как велик неприятель, а ищет только, где он».
За Кагул Петр Александрович стал первым в истории России кавалером ордена Святого Георгия I класса. После этой победы Румянцев шел по пятам неприятеля и последовательно занял Измаил, Килию, Аккерман, Браилов, Исакчу. Своими победами оттянул главные силы турок от Бендерской крепости, которую 2 месяца осаждал и которую взял штурмом в ночь на 16 сентября 1770 г. граф Панин.
В 1774 г. с 50-тысячным войском граф выступил против 150-тысячной турецкой армии, которая, избегая битвы, сосредоточилась на высотах у Шумлы. Румянцев с частью своего войска обошел турецкий стан и отрезал визирю сообщение с Адрианополем, что вызвало в турецкой армии такую панику, что визирь принял все мирные условия. Так заключен был Кучук-Кайнарджийский мир, доставивший Румянцеву фельдмаршальский жезл, наименование Задунайского и 10 000 крепостных крестьян. Императрица увековечила победы Румянцева памятниками-обелисками в Царском Селе и Санкт-Петербурге, а граф Шереметев поставил также колонну-памятник в своем подмосковном имении Кусково.
Вернувшись к своим обязанностям генерал-губернатора Малороссии, Румянцев был пожалован орденом Святого Владимира I класса и польским орденом Белого Орла. Граф руководил подготовкой открытия Курского и Харьковского наместничеств в 1779-м – начале 1780 г., после вернулся в Малороссию и подготовил постепенно введение в ней общерусских порядков, что и совершилось в 1782 г. – с распространением на Малороссию российского административно-территориального деления и местного устройства.
С началом в 1787 г. новой русско-турецкой войны постаревший Румянцев был назначен командовать 2-й армией при главнокомандующем князе Потемкине. Г. А. Потемкин-Таврический, светлейший князь и морганатический супруг Екатерины II, не обладал полководческими дарованиями, но был всесилен. Подобное назначение старый фельдмаршал воспринял как личное оскорбление