Военизированным подразделениям удалось подавить бунт лишь на третий день. По данным архива РГАФ, в ходе массовых выступлений в Темиртау погибли 11 человек, 6 человек смертельно ранены и свыше 50 получили ранения различной тяжести. Более сотни военнослужащих получили ранения, причем почти 40 человек — из огнестрельного оружия.
После прекращения беспорядков было задержано почти 200 бунтовщиков, из них 70 человек были комсомольцами. Правда, большинство из них освободили уже через несколько дней, а уголовные дела возбудили на 40 человек. Часть из них привлекли к ответственности за организацию массовых беспорядков и бандитизм. А двух наиболее активных (по мнению следствия) участников бунта, рабочих Меньшова и Загарина, суд приговорил к исключительной мере наказания — расстрелу. Правда, президиум Верховного суда СССР заменил столь суровую меру на пятнадцатилетнее заключение.
Н. С. Хрущев был поставлен в известность о темиртауских событиях секретарем ЦК КПСС Л. И. Брежневым, которому вместе с первым секретарем ЦК КП Казахстана Н. И. Беляевым, было поручено выехать на место событий. После предпринятых ими мер напряжение пошло на убыль.

4 августа состоялся партактив Казахстанской Магнитки с участием Л. И. Брежнева и первого секретаря Компартии Казахстана Н. И. Беляева. Здесь были оглашены первые печальные итоги бунта: 11 участников беспорядков были убиты на месте, еще пятеро скончались от ран, 27 человек получили серьезные ранения. В медицинские учреждения были доставлены 28 солдат и офицеров, работников милиции. Данные об убитых среди военных не оглашались.
Позже выступления в Темиртау были рассмотрены Президиумом ЦК КПСС, результатом чего стало постановление «О положении дел на строительстве Карагандинского завода». По настоянию Н. Беляева, дела министра внутренних дел Ш. Кабылбаева и начальника УВД по Карагандинской области Н. Любых были переданы в органы следствия. Оба были обвинены по статье 144 ч.2 УК Казахской ССР (превышение власти). Однако Ш. Кабылбаев в 1967 году был восстановлен в должности. Сам Н. И. Беляев за допущенные ошибки в ходе темиртауских событий был снят с работы на очередном XVII пленуме ЦК Компартии Казахстана, вместо него первым секретарем ЦК КП Казахстана был избран Д. А. Кунаев.