Granaty z dział towarzyszących pułkom i granaty ręczne rzucane do wagonów oraz szturm o godz. 6 rano załamały nieprzyjaciela i zmusiły go do poddania. Ułani 1 i 14 pułku parli z dzikim krzykiem wzdłuż wagonów w kierunku stacji osobowej. Opór stawiali tylko komisarze; żołnierze sowieccy poddawali się przy pierwszym wezwaniu.
Polacy wzięli do niewoli przeszło 2 tys. jeńców, zdobyli 80 lokomotyw, 2000 wagonów, w tym 7 pociągów sanitarnych, 2 pociągi kąpielowe, mnóstwo cennych materiałów sanitarnych i żywności. Odcięto odwrót 44 Brygadzie sowieckiej i jednej brygadzie ukraińskiej. Liczba jeńców wzrosła do 8500. Zdobyto 27 armat, 176 karabinów maszynowych, 4800 karabinów, amunicję, inne uzbrojenie i sprzęt. Polacy stracili w walkach 9 żołnierzy i 33 rannych.
28 kwietnia przybył do Koziatyna Józef Piłsudski i francuski generał Paul Henrys, który pogratulował gen. Romerowi zwycięstwa, jednak podkreślił konieczność utrzymywania łączności w czasie walki (dywizja, wobec braku meldunków przez dwa dni uważana była przez Piłsudskiego jako rozproszona). 30 kwietnia nadciągnęły do Koziatyna oddziały polskiej piechoty, które obsadziły miasteczko i węzeł kolejowy oraz zabezpieczyły zdobycze. 2 maja Dywizja jazdy ruszyła ku Białej Cerkwi, którą zdobyła.