蒙哥汗在钓鱼城下的败亡，其影响是十分巨大的。首先，它导致蒙古这场灭宋战争的全面瓦解，使宋祚得以延续20年之久。进攻四川的蒙军被迫撤军，护送蒙哥汗灵柩北还。率东路军突破长江天险，包围了鄂州的忽必烈，为与其弟阿里不哥争夺汗位，也不得不撤军北返。从云南经广西北上的兀良合台一军，一路克捷，已经进至潭州（今长沙）城下。由于蒙哥之死，该军在忽必烈派来的一支部队的接应下，也渡过长江北返。蒙古的南北两支军队基本上是按预定计划进军的，只因西边主攻战场的失败而功亏一篑。
    其次，它使蒙军的第三次西征行动停滞下来，缓解了蒙古势力对欧、亚、非等国的威胁。1252年，蒙哥汗遣其弟旭烈兀发动了第三次西征，先后攻占今伊朗、伊拉克及叙利亚等阿拉伯半岛大片土地。正当旭烈兀准备向埃及进军时，获悉蒙哥死讯，旭烈兀遂留下少量军队继续征战，而自率大军东还。结果蒙军因寡不敌众而被埃及军队打败，蒙军始终未能打进非洲。蒙古的大规模扩张行动从此走向低潮。因此，钓鱼城之战的影响 已远远超越了中国范围，它在世界史上也占有重要的一页。
    其三，它为忽必烈执掌蒙古政权提供了契机，对中国历史发展产生了重大影响。蒙哥汗是一位蒙古保守主义者，他所施行的仍然是传统的政策。这种带有浓厚的蒙古部族和西域色彩的政策，已极不适应统治广大中原汉地的需要。而忽必烈则是蒙古统治集团中少有的一位倾慕汉文化的开明之士。蒙哥即汗位后，忽必烈受任掌理漠南汉地，他大力延揽汉族儒士，极力推行汉化政策，取得很大成效。但却引起蒙哥汗及其保守臣僚的疑忌，忽必烈因而被罢了官，其推行的汉化政策也被迫取消。忽必烈登上大汗宝座后，继续推行其汉化政策，逐步改变蒙军滥杀的政策，使南中国的经济和文化免遭更大的破坏。蒙哥汗曾留下遗言，日后攻下钓鱼城，当尽屠城中之民。后来钓鱼城降元，忽必烈却赦免了其军民。正是由于忽必烈的当政，使蒙古汗国这个边疆政权转变为一统中国的 封建大王朝—元朝，在中国历史上写下了浓重的一笔。
    钓鱼城作为山城防御体系的典型代表，在冷兵器时代，充分显示了其防御作用，它成为蒙古军队难以攻克的堡垒。蒙哥汗败亡后，钓鱼城又顶住了蒙军无数次的进攻，直至1279年守将王立开城投降，钓鱼城才落入蒙古之手。中国人民革命军事博物馆古代战争馆特意制作了钓鱼城古战场的沙盘模型，以展示其在中国古代战争史上的重要地位。