Перемирие было заключено 18 февраля 1537 года в Москве. По его условиям Гомельская волость официально отходила Великому княжеству Литовскому, а крепости Себеж, Велиж и Заволочье, основанные русскими на завоёванной литовской территории, оставались в Русском государстве.
По мнению М. М. Крома, война 1534—1537 годов выявила растущую слабость военной организации Великого княжества Литовского и усиление его зависимости в оборонной сфере от соседней Польши[7]. Прежняя система земского ополчения пришла в упадок, а для найма жолнеров не хватало средств. Успехами летней кампании 1535 года литовцы были обязаны полякам. Военная организация Русского государства, основанная на поместной системе, обнаружила в этой войне преимущества перед литовской в отношении дисциплины и единоначалия
