Теперь уже Гимилькон оказался в западне, перед его войском встала реальная угроза смерти от голода и чумы, и карфагенянам пришлось капитулировать. По условиям секретного соглашения с Дионисием, Гимилькон, втайне от сиракузян и их союзников, выплатил лично ему 300 талантов (без малого 8 тонн серебра) и на оставшихся кораблях ночью беспрепятственно вывез из-под Сиракуз карфагенских воинов. Все прочие союзные Карфагену отряды были брошены на произвол судьбы, и оставшаяся армия осаждающих немедленно развалилась: сикулы ушли в свою область, иберы были приняты на военную службу к Дионисию, а остальные сдались в плен. Карфагенский лагерь со всем имуществом достался грекам как военная добыча.
Политические противники позже обвиняли тирана за эту сделку и объявляли его главным побудительным мотивом — желание сохранить в лице карфагенян пугало для своих сограждан. Но на самом деле, Дионисий просто не желал подвергать свое войско риску в схватке с отчаянным неприятелем, которому было некуда бежать, к тому же, его истощенная войной казна очень нуждалась в денежных поступлениях.
Уже днем уплывающая карфагенская эскадра была замечена и атакована в море кораблями коринфян, союзников Дионисия; многие суда Гимилькона были потоплены, остальным с трудом удалось оторваться от преследования. Когда в Карфагенской гавани с кораблей сошли те немногие, кто спасся от гибели на Сицилии, город был охвачен скорбью, по всему берегу раздавались стоны и вопли убитых горем матерей сгинувших воинов и моряков, их вдов и сирот. Главнокомандующий обратился к рыдающим людям с краткой речью, в которой проклял свою судьбу и богов, отнявших у его великой армии плоды побед и военную славу. Выполнив свой долг и доставив на родину жалкие остатки своего войска, Гимилькон ушел к себе домой, запер двери и покончил жизнь самоубийством.
В эти же дни Сиракузы возносили жертвы богам и праздновали победное окончание осады. Этот успех разом вернул Дионисию все, что он проиграл. Карфагеняне были предельно ослаблены, их поражение послужило толчком для отпадения от Карфагена ряда союзников и восстания его подданных в Африке. Благодаря этому Дионисий получил полную свободу действий на Сицилии.
Первым делом он уладил свои отношения с наемниками, значительная часть которых во время долгой осады стала выражать недовольство трудностями службы. Дело доходило даже до подготовки убийства тирана, о которой, впрочем, предполагаемой жертве стало известно заранее. Самообладание, актерское и ораторское мастерство помогли Дионисию и на этот раз выйти из сложной ситуации без каких-либо потерь. Когда воины, встав у его дома, ожидали условный знак от своего заводилы, чтобы наброситься на Дионисия, он вышел к ним не в традиционной столе правителя, а в жалком рубище, посыпав голову пеплом. В проникновенной речи, он обратил внимание заговорщиков на то, что в полной мере разделяет тяготы вражеской осады и глубоко в сердце своем переживает страдания, выпавшие на долю его воинов и граждан Сиракуз, но если ему хоть чем-то довелось кого-то незаслуженно обидеть, то пусть его верные воины решают его судьбу. Пораженные бедственной переменой в своем вожде воины ушли, не причинив Дионисию никакого вреда. Разумеется, по окончании военных действий Дионисий немедленно выслал на родину подстрекателя возмущения, спартанца Аристотеля. После этого он провел массовое увольнение ветеранов со службы, в качестве вознаграждения предоставив им для поселения земли Леонтин. Небольшое число оставленных на службе старых воинов тиран разбросал по отдаленным крепостям для несения караульной службы, уменьшив им сумму жалования в наказание за недостойное поведение во время осады. На место демобилизованных были приняты новобранцы и в их числе даже некоторое количество бывших рабов. Возглавив обновленное войско, Дионисий приступил к дальнейшим завоеваниям.
