L'azione, consistente nella detonazione di un ordigno esplosivo e nel successivo lancio di quattro bombe a mano artigianali sui superstiti, causò la morte di 33 soldati tedeschi (il numero dei decessi avvenuti nelle settimane successive a causa delle ferite non è mai stato definito con certezza) e di due civili italiani (tra cui il bambino Piero Zuccheretti, di 12 anni), mentre almeno altri quattro caddero sotto il fuoco di reazione tedesco.
Il 24 marzo seguì la rappresaglia tedesca consumata con l'eccidio delle Fosse Ardeatine, in cui furono uccisi 335 prigionieri completamente estranei all'azione gappista, tra cui dieci civili rastrellati nelle vicinanze di via Rasella immediatamente dopo i fatti.
Dopo la sua esecuzione, l'attentato è stato oggetto di una lunga serie di controversie politiche e storiografiche, sfociate anche in vari procedimenti giudiziari, i più recenti dei quali conclusi da sentenze della Corte suprema di cassazione che lo qualificano come «legittima azione di guerra»