El 28 de enero de 1834 comenzó el regreso, logrando el objetivo de batir a los indígenas y ampliar el territorio de Buenos Aires. Rosas regresó hasta el Napostá dejando guarniciones en los fortines y en la isla Choele Choel, reuniendo las demás divisiones en el Napostá.
Una vez finalizada la campaña fueron reconocidos los límites de las provincias; los de Buenos Aires con Santa Fe era la línea de Melincué, dejando ésta a la derecha; los límites con Mendoza llegaban hasta las nacientes del río Grande y la línea de San Rafael y por el sur hasta el estrecho de Magallanes. Las legislaturas de las provincias reconocieron ese ensanchamiento de las fronteras.
Desde su campamento sobre el río Colorado, Rosas siguió la marcha de los acontecimientos en Buenos Aires y supo hacerse presente con su correspondencia permanente.
La expedición al desierto significó la conquista de un vasto territorio en poder de los indios y su exterminio en gran escala, para poner esa riqueza territorial al servicio de los pobladores blancos.
Concluida la Campaña de Rosas al Desierto, éste firmó tratados de paz con caciques hasta entonces secundarios, que se convirtieron en útiles aliados. Al año siguiente se sumó el más importante de ellos, Calfucurá. Hasta la caída de Rosas en 1852, no hubo malones en la Provincia de Buenos Aires, Calfucurá daba aviso de los posibles ataques de los pequeños grupos indígenas que no respondían a su mando y eran fácilmente contrarrestados. Sirvió también para distribuir el alcohol y las mercaderías que les enviaba Rosas, junto con vacunas para la viruela.
La campaña también incorporó científicos, entre ellos Charles Darwin, que reunieron información sobre la zona recorrida, pero las regiones desérticas quedaron en manos de los indígenas. Se aseguró una precaria tranquilidad para los campos y pueblos ya formados y se logró un relativo avance en el sudoeste de la provincia.
Rosas utilizó en la campaña la cartografía levantada por José de Arenales (hijo de Álvarez de Arenales) y desde Médano Redondo envió al ingeniero Nicolás Descalzi para que levantara una carta del río Negro hasta Choele Choel, mediante una flotilla encabezada por la goleta Encarnación, navegando por 73 días. También ordenó al agrimensor Feliciano Mariano Chiclana (hijo del triunviro) la toma de las distancias, coordenadas y rumbos hasta el río Negro. El río Colorado fue reconocido y balizado por los marinos Juan Bautista Thorne y Guillermo Bathurst desde Médano Redondo hasta su desembocadura. Chiclana hizo las mediciones del río a bordo de la goleta San Martín capitaneada por Thorne.
Se estableció el Fuerte Colorado en Médano Redondo, guarniciones en Choele Choel y otras sobre el río Negro que subsistieron hasta 1852. La Fortaleza Protectora Argentina quedó reforzada por una guarnición de 300 hombres al mando de Rodríguez y otros 200 blandengues coraceros reforzaron Carmen de Patagones y las guarniciones del río Negro y del Colorado (fortín con 50 hombres). En el Napostá se formó un regimiento de blandengues al mando de Sosa. La rastrillada de los chilenos quedó bajo control.
El sistema de 21 postas establecido por Rosas desde San Miguel del Monte hasta Médano Redondo quedó atendido por 100 hombres y 600 caballos.
En esta campaña se destacaron algunos oficiales que formarían la siguiente generación de militares porteños: Pedro Ramos, Ángel Pacheco, Domingo Sosa, Hilario Lagos, Mariano Maza, Jerónimo Costa, Pedro Castelli y Vicente González.
Entre los caciques que colaboraron con Rosas durante la expedición se hallaban: Fracamán, Llanquelén, Reilet (los tres de la zona del arroyo Tapalqué), Juan Catriel y Cachul (ambos de Azul y Tandil).
Y entre aquellos jefes indios que se mostraron hostiles a los blancos estaban: Treurepán (del Neuquén, fue muerto), Yanquimán (de la sierra de la Ventana, cayó prisionero), Payllarén (de la zona de Choele Choel, fue muerto), Naquelén (pampa, apresado), Rinque, Millancal, Choncián, Millas (todos pampas del sudoeste bonaerense, el primero apresado y los demás muertos), Catrirén (huyó a la cordillera), Huayquemil (aliado de Chocorí de la zona de Bahía Blanca, huyó), Maulín (huyó a Chile), Pichiloncoy, Millao (ambos boroganos del sudeste de La Pampa, muertos), Painé (ranquel, tomado prisionero), Chocorí (huyó y murió en 1834), Yanquetruz (huyó).
La Gaceta Mercantil de Buenos Aires publicó el 24 de diciembre de 1833 que la campaña resultó en:
3.200 indios muertos, 1.200 individuos de ambos sexos prisioneros y se rescataron en total unos mil cristianos cautivos.
El Monitor publicó el 16 de abril de 1834 que en la campaña murieron 1.415 indígenas, fueron tomados prisioneros 382, elevándose a 1642 con las familias de éstos, 409 cristianos cautivos fueron rescatados y se recuperaron 2200 cabezas de ganado vacuno, 1600 lanar, 1800 yeguarizos y 2435 caballos.22 El historiador Adolfo Saldías cifra en 10 000 los indios muertos.Mientras que Antonio Reyes en sus cartas habla de 7.000.
Ricardo Güiraldes escribió en páginas publicadas póstumamente: "El malón indio fue destruido por el malón criollo".