В ходе сражения немецкие войска потерпели ощутимое поражение. В результате контрнаступления и общего наступления они были отброшены на 100—250 км. Полностью были освобождены Тульская, Рязанская и Московская области, многие районы Калининской, Смоленской и Орловской областей. В то же время силы вермахта смогли сохранить фронт и Ржевско-Вяземский плацдарм. Советским войскам не удалось разгромить группу армий «Центр». Таким образом, решение вопроса об обладании стратегической инициативой было отложено до летней кампании 1942 года. Многие немецкие генералы высоко оценивали боевые качества красноармейцев. Через месяц боёв Гальдер записывает окончательный и крайне неприятный для германского командования вывод, сделанный фельдмаршалом Браухичем: «Своеобразие страны и своеобразие характера русских придаёт кампании особую специфику. Первый серьёзный противник».
