Odkryła, że ranni żołnierze umierają nie tylko z powodu obrażeń, lecz także na skutek szoku pourazowego, że potrzebują nie tylko leczenia, ale i opieki. Do Anglii wróciła po wojnie pod przybranym nazwiskiem, załamana tym, że pomimo jej wysiłków nie udało jej się powstrzymać wysokiej śmiertelności spowodowanej chorobami zakaźnymi. Później została ekspertem Armii Brytyjskiej ds. wojskowej służby pielęgniarskiej.
Wpływ na rozwój pielęgniarstwa Nightingale wypracowała podstawy, na których opiera się współczesny wizerunek pielęgniarki. Jej zasługą jest zdefiniowanie metod i sposobów pielęgnacji chorych i poszkodowanych. W 1860 założyła w Londynie przy Szpitalu św. Tomasza pierwszą szkołę pielęgniarstwa – The Nightingale Training School (obecnie: The Florence Nightingale School of Nursing and Midwifery).
W 1907 roku przyznano jej jako pierwszej kobiecie brytyjski Order Zasługi, a pięć lat po jej śmierci wzniesiono ku jej czci pomnik na placu Waterloo w Londynie.