Sau khi đánh chiếm Kharkov, Belgorod và truy kích đối phương đến sông Bắc Donets, tập đoàn quân 6 và các lực lượng chủ yếu của tập đoàn quân 17 thuộc cánh Bắc của Cụm tập đoàn quân Nam (Đức) đã hoàn thành các nhiệm vụ được Bộ Tổng tư lệnh quân đội Đức giao trong các chiến dịch mùa thu năm 1941; đã ngừng tiến công và chuyển sang phòng ngự. Riêng cánh Nam của Cụm tập đoàn quân này vẫn tiếp tục tiến công. Tập đoàn quân 11 của tướng Erich von Manstein tiến công Krym và tập đoàn quân xe tăng 1 của tướng Ewald von Kleist tiến công Rostov-na-Donu. Theo cách mô tả của Cục Thông tin Liên Xô trong bản tin buổi tối 29 tháng 10 năm 1941 thì dù phải bỏ Kharkov, quân đội Liên Xô vẫn gây cho quân Đức những thiệt hại nặng nề với 120.000 lính chết và bị thương, 450 xe tăng và hơn 200 pháo bị đánh hỏng.[81] Mặc dù cuộc rút lui khỏi Kharkov là xuất phát từ sự cân nhắc chiến lược của Bộ Tổng tư lệnh quân đội Liên Xô và trên thực tế là các nhà máy, xí nghiệp quan trọng của Liên Xô đã được sơ tán khỏi vùng bị chiếm đóng cùng với 460.000 dân thành phố nhưng những thông tin này đã không được thông báo.[82]

Những luận cứ được phân tích về khả năng tác chiến của quân đội Đức ở mặt trận Tây Nam Liên Xô trong tháng 10 năm 1941 cho thấy họ vẫn tiếp tục khống chế không phận Liên Xô, có đủ khả năng tiếp tục mở các mũi đột kích vu hồi sâu vào hai bên sườn các tập đoàn quân Liên Xô và có thể bao vây các tập đoàn quân này bất cứ lúc nào. Trong khi đó thì mọi lực lượng dự bị của quân đội Liên Xô hầu như được dồn về phòng thủ Moskva. Thậm chí, ngày 27 tháng 10, Bộ Tổng tư lệnh tối cao Liên Xô còn điều quân đoàn kỵ binh 2 từ Phương diện quân Tây Nam về tham gia phòng thủ Moskva trong đội hình Phương diện quân Tây. Ba sư đoàn bộ binh thuộc các tập đoàn quân 21 và 40 cũng được chuyển cho Phương diện quân Bryansk.[83] Do đó, việc rút quân và nắn thẳng lại tuyến mặt trận đã giúp cho Phương diện quân Tây Nam thoát khỏi nguy cơ bị hở sườn, siết chặt các mối tiếp giáp giữa các tập đoàn quân và có thêm lực lượng dự bị để tăng thêm chiều sâu phòng ngự.[84]

Trong khi quân đội Đức đang nắm giữ quyền chủ động chiến lược và phát huy những ưu thế lớn về binh lực thì Bộ Tổng tư lệnh quân đội Liên Xô không còn cách nào khác là phải rút về tổ chức phòng thủ chiến lược; cố gắng phán đoán các hướng tấn công chính của đối phương để thực hiện các biện pháp điều động lực lượng đối phó. Do đó, sẽ là một sự nhầm lẫn lớn nếu cho rằng quân đội Liên Xô ở Phương diện quân Tây Nam và Phương diện quân Nam không được quan tâm đúng mức và cung cấp thêm lực lượng dự bị để bảo vệ khu công nghiệp Kharkov nên bị thất bại và phải rút lui.[85] Sau khi quân đội Đức Quốc xã tiếp tục phát triển tấn công vào các Phương diện quân Bryansk (phía bắc) và Phương diện quân Nam, khu vực mặt trận của Phương diện quân Tây Nam (Liên Xô) lại hình thành một chỗ lồi nguy hiểm, chứa đựng những nguy cơ bị đánh tạt sườn và lặp lại cuộc hợp vây ở Đông Kiev trước đó một tháng. Trong các trường hợp đó, quyết định sơ tán khu công nghiệp Kharkov khu công nghiệp, một phần vùng Donbass và rút quân là hoàn toàn phù hợp với tình hình thực tế.[86]

Mặc dù trong hồi ký của mình, nguyên soái Bagramian trích dẫn báo chí mô tả cuộc phòng thủ Kharkov như một "sự chích máu đối với quân Đức ở Kharkov".[87] nhưng trong các báo cáo ngày 25 tháng 10 của Bộ tư lệnh Phương diện quân Tây Nam, chính ông cũng đã chỉ ra những vấn đề yếu kém của quân đội Liên Xô trong các trận phòng thủ thành phố: "Khả năng phòng thủ thành phố được tận dụng ở mức thấp nhất. Việc bố trí hoả lực bắn chặn, công sự và các chướng ngại vật đều yếu. Sở chỉ huy phòng thủ thành phố và Sở chỉ huy tập đoàn quân 38 đã rút lui ngay từ ngày 24 tháng 10 nên không thể chỉ huy được quân đội. Nhiều cơ hội phản kích gây thiệt hại cho quân Đức bị bỏ lỡ. Trách nhiệm thực hiện cuộc phòng thủ kém hiệu quả trước hết thuộc về tư lệnh, tham mưu trưởng và toàn ban chỉ huy tập đoàn quân 38 cũng như các sĩ quan phụ trách hướng của Phương diện quân Tây Nam".[88] Tuy nhiên, đó chỉ là một góc của mặt trận. Đến hết tháng 10 năm 1941, khi Phương diện quân Tây Nam (Liên Xô) đã trụ lại được trên tuyến phòng ngự mới, giao cho mỗi tập đoàn quân kiểm soát một địa đoạn chính diện và quân đội Đức đã ngừng tấn công thì Bộ Tư lệnh Phương diện quân Nam Liên Xô cho rằng, họ đã thành công trong việc rút quân, sơ tán các khu công nghiệp và bảo toàn lực lượng.[89]

Nếu tính tổng hợp tất cả các yếu tố con người, nền công nghiệp và tiềm năng giao thông của Kharkov, thì có thể kết luận rằng đây là thành phố công nghiệp lớn nhất ở Liên Xô bị chiếm đóng hoàn toàn bởi quân đội Đức Quốc xã trong chiến tranh thế giới thứ hai.[90] Sau khi chiếm đóng thành phố, Bộ Tổng tư lệnh quân đội Đức Quốc xã dự định sẽ ngay lập tức sử dụng các cơ sở công nghiệp và năng lực vận tải phục vụ cho các hoạt động quân sự và công nghiệp quân sự của họ. Tuy nhiên, khi khảo sát hơn 190 cơ sở công nghiệp và các cơ sở giao thông vận tải, các chuyên gia Đức đã ghi nhận mức độ cực hủy diệt rất lớn do các hành động quân sự gây ra; thậm chí có cả các thiết bị giả mạo trong khi các thiết bị thật sự còn hoạt động tốt đã được di tản cùng với đội ngũ kỹ sư và công nhân lành nghề. Với một nỗ lực to lớn để xây dựng lại cơ sở hạ tầng, cuối cùng thì đến tháng 5 năm 1942, quân Đức cũng đã có được ở Kharkov một cơ sở lớn để sửa chữa và bảo trì các phương tiện chiến tranh của quân đội Đức ở miền Nam Nga, nơi không có cơ sở nào khác để sửa chữa các phương tiện bay quân sự, vũ khí bọc thép, thiết bị đường sắt và các loại vũ khí.[91] Cũng do nhận thức được tầm quan trọng đó mà Bộ tổng tư lệnh Liên Xô luôn chọn Kharkov làm mục tiêu tấn công cho các chiến dịch lớn của họ trong các mùa hè năm 1942, mùa xuân năm 1943 và chiến dịch Nguyên soái Rumyantsev cuối tháng 7, đầu tháng 8 năm 1943 ngay sau Trận Kursk. Chỉ trong 3 năm, thành phố này đã bốn lần đổi chủ và cuối cùng được quân đội Liên Xô giải phóng hoàn toàn và vĩnh viễn vào tháng 8 năm 1943 với dân số còn sót lại từ 190 đến 230 nghìn người.[92]

Thành công đáng kể nhất của Liên Xô là họ đã di chuyển toàn bộ các thiết bị công nghiệp nặng cũng như đội ngũ kỹ sư, công nhân lành nghề từ khu công nghiệp Kharkov - Donbass đến các thành phố Chelyabinsk, Perm, Sverdlovsk, Ural Khimaz, Novosibirsk và nhiều thành phố công nghiệp khác trong các vùng Ural, Đông Siberi, Tây Siberi, Hạ Volga, Kazakstan và Trung Á. Chính những cơ sở công nghiệp này đã phục hồi và đẩy mạnh sản xuất ngay từ giữa năm 1942 và bắt đầu cung cấp cho quân đội Liên Xô nhiều phương tiện chiến tranh hiện đại; trong đó có hàng chục nghìn xe tăng kiểu T-34 nổi tiếng, ưu việt hơn hẳn những "chiếc hộp sắt tây" kiểu BT-7, T-26, T-28 mà Liên Xô đã dùng trong giai đoạn đầu cuộc Chiến tranh vệ quốc vĩ đại. Các cơ sở sản xuất nông nghiệp được sơ tán cũng phục hồi và phát triển tại các vùng Hạ Volga, Ural và Kazakstan. Những cơ sở sản xuất này đã có những ảnh hưởng quyết định về vật chất đến tương quan lực lượng trên mặt trận Xô Đức từ cuối năm 1942 trở đi.[93]