Дориа отступил, а вечером флот Священной лиги, несмотря на протесты венецианцев, генуэзцев и мальтийских рыцарей, отплыл на Корфу. Ещё через день, не желая рисковать флотом, Дориа покинул Архипелаг.
Известие о победе при Превезе вызвало настоящий восторг при дворе султана. Хайреддин в очередной раз подтвердил, что турецкому флоту нет равных на Средиземном море. Кроме того, море теперь было свободно от военных флотов христиан и ничто не мешало проведению военных операций.
После победы у Превезы Хайреддин освободил крепость Кастельнуово, которую Дориа захватил ещё в октябре 1538 года. Первая атака крепости, предпринятая в январе 1539 года, не увенчалась успехом, однако в июле Хайреддин подтянул свежие силы и блокировал крепость флотом из двух сотен галер с моря. После этого турки приступили к методичной осаде. Ежедневно 84 тяжёлых орудия обстреливали крепостные укрепления, разрушая стены. Наконец 7 августа состоялся генеральный штурм. Благодаря напору янычар турки смогли потеснить гарнизон с первой линии обороны, однако на захват всей крепости им потребовалось три дня. В ходе осады погибло три тысяч испанских солдат и восемь тысяч турок. После капитуляции Хайреддин проявил удивительное благородство по отношению к пленным. Комендант крепости дон Франциско Сармиенто и горстка выживших солдат были весьма удивлены тому, что при сдаче они не были обращены в рабов, а были встречены с почётом и уважением, после чего получили свободу.
Когда в 1540 году Венеция наконец заключила мирное соглашение с Османской империей, она была вынуждена признать сюзеренитет Турции над всеми островами Ионического и Эгейского морей, Мореей и Далмацией, да ещё и заплатить контрибуцию в размере 300 тысяч дукатов золотом.
Мир с Венецией, впрочем, не означал окончание войны, другие члены священного союза продолжали военные действия с Османской империей. Однако у султана появился новый союзник – французский король. В 1543 году между Османской империей и Францией был официально заключён военный союз. Франциск I решил использовать турецкие военные силы для борьбы со своим злейшим врагом – Испанией. Хайреддин во главе флота из 210 кораблей (70 галер, 40 галеотов и 100 других кораблей, на которых располагалась 14-тысячная армия) направился в Марсель. По пути Барбаросса, вспомнив былые времена, предался обычному занятию – морскому разбою.