高欢之前压根没做撤退准备，到了黄河边上，既没有船，更没有桥。随从找了一匹高大的骆驼让高欢骑到黄河之中，再换乘大船狼狈渡过河去。回到山西一统计，东魏此战丧失官兵超过八万人，丢弃铠仗十八万件，元气大伤。沙苑之战中，高欢离长安是那么近，沙苑之战后，高欢离长安越来越远，东西争锋的主战场从河西和关中转移到了河东（山西南部）和河南。东魏再也不能随意侵入关中。
沙苑之战的胜利出乎宇文泰的意料。他俘虏了数以万计的东魏官兵，只挑选了其中精壮的两万名，补充西魏军队，其余数万人都赶回东边去了。一方面是关中粮食奇缺，宇文泰养不起那么多人，另一方面是宇文泰原本兵微将寡，收编、消化两万人已经是他的极限了。作为西魏军队核心的武川镇兵不过数千人，宇文泰击败侯莫陈悦后，敌将李弼率万人投降，跟随孝武帝元修入关的河南军队也有近万人，三股力量合起来不到三万人。之后因为连年征战和饥荒，到沙苑大战前宇文泰能集合的士兵不过一万人。战后，通过收编俘虏、招募汉族百姓等措施，西魏军队人数开始增多。到大统八年（542）年初，宇文泰正式建立六军，才有了大约十万人——这个数额依然远远低于东魏的高欢大军。