Из числа арестованных 289 человек были преданы суду. Никто из подсудимых не понимал по-румынски. Процесс пришлось вести с переводчиками, и он занял 103 дня. 85 человек осудили к тюремному заключению на срок от одного года до пожизненного (его получил Иустин Батищев, один из руководителей восстания, двое других, Леонтий Цуркан и Никита Лисовой, получили по 15 лет), остальных амнистировали. На суде подсудимые показали, что руководители восстания говорили, что помощь должна прийти со стороны кавкорпуса Котовского.
Советские цифры убитых, по всей вероятности, значительно преувеличены, чтобы продемонстрировать мировой общественности «зверства» румынских солдат и жандармов. Несколько сотен повстанцев смогли уйти на левый берег Днестра, но из них мало кто пережил террор 1937–1938 годов. Вожди восстания заявляли своим сторонникам, что Красная армия вот-вот перейдет Днестр и выгонит из Бессарабии румынские войска, полицию и жандармов. Но этого не случилось. Тут сыграли свою роль два фактора. Во-первых, восстание было очень быстро подавлено и не получило распространения на всю Бессарабию. Во-вторых, тогдашний глава Реввоенсовета Лев Троцкий после разгрома под Варшавой был противником использования Красной армии для того, чтобы на ее штыках нести мировую революцию. Поскольку никто ни в Бессарабии, ни в остальной Румынии свергать румынское правительство не собирался. Красной армии просто пришлось бы сражаться с румынской армией, как в свое время с польской, и успех похода был совсем не гарантирован, особенно с учетом того, что на помощь Румынии могли прийти Польша и Франция. По большому счету, татарбунарское восстание было авантюрой, стоившей жизни сотням, а возможно, и тысячам человек.
Татарбунарское восстание стало одной из последних попыток Москвы инспирировать мировую революцию. Через два с половиной месяца последовала последняя попытка — восстание в Таллине 1 декабря 1924 года, поднятое группой боевиков в несколько десятков человек, присланных из СССР, и уже через несколько часов подавленное эстонскими властями. Повстанцы убили 21 человека, в том числе министра путей сообщения Карла Карка, а сами потеряли убитыми 12 человек. Еще несколько повстанцев погибли позднее в перестрелках при аресте. Всего в восстании, к которому присоединились эстонские коммунисты, участвовало 250 человек. По сценарию повстанцы, захватив телеграф, должны были обратиться за помощью к Красной армии, но путч был слишком быстро подавлен. В советское время этому событию был посвящен фильм Калье Кийска «Цену смерти спроси у мертвых», а в независимой Эстонии — фильм «Декабрьская жара» Аско Казе, противоположные по своим оценкам.
Шестого октября 1924 года в Бирзуле начал работу съезд учредителей республики, поддержавший создание Молдавской АССР.
Двенадцатого октября 1924 года 3-я сессия Украинского ЦИКа наконец-то приняла постановление о создании Молдавской АССР в составе Украинской ССР с центром в Балте (в 1928 году столица была перенесена в Бирзулу, а в 1929 году — в Тирасполь). Вся полнота власти до созыва I Всемолдавского съезда Советов передавалась в руки ревкома, членом которого стал и Котовский. Сам он по поводу создания Молдавской Республики заявил: «Это маяк, показывающий бессарабскому народу путь к освобождению от румынских помещиков». А подарив свою фотографию одному из командиров, Котовский написал под снимком: «На память об образовании Молдавской Автономной ССР, как первом этапе к освобождению рабочих и селян Бессарабии, стонущих от режима румынских бояр».
Правда, преобладали в новой автономии все-таки украинцы — 48,5 процента по переписи 1926 года, тогда как молдаван было только 30,1 процента. Поэтому, а также потому, что большевиков в Бессарабии поддерживали главным образом русские и украинцы. Молдавскую Республику, вопреки мнению Котовского и его товарищей, было решено включить в состав Украины в качестве автономии. Если бы татарбунарское восстание увенчалось успехом, Молдавская Республика наверняка была бы провозглашена в качестве союзной. Пока же пришлось ограничиться автономией в составе Украины. Но советская сторона заявляла, что границы Молдавской АССР — это Дунай и Прут, поскольку Советский Союз не признает вхождение Бессарабии в состав Румынии.
В декабре 1924 года состоялась Первая всемолдавская конференция большевиков. Котовский был избран в состав Молдавского обкома компартии Украины. Он стал членом также сразу трех ЦИКов — Всесоюзного (в статусе кандидата), Украинского и Молдавского. 19 апреля 1925 года I съезд Советов Молдавской АССР принял решение о создании республики, избрал Центральный исполнительный комитет.