Sau nửa tháng tấn công, Phương diện quân Ukraina 2 (Liên Xô) đã gây những tổn thất đáng kể cho Tập đoàn quân 8 (Đức). Năm sư đoàn Đức tại mặt trận đã tổn thất đến 75% quân số. Các sư đoàn còn lại đều mất từ 30 đến 50% quân số. Theo các báo cáo gửi cho tướng I. S. Konev ngày 11 tháng 1, khoảng 15.000 sĩ quan và binh sĩ Đức tử trận hoặc mất tích, hơn 3.000 người bị bắt (chủ yếu tại khu vực Kirovograd). Các sư đoàn Đức mất 293 xe tăng và 94 pháo tự hành, 296 pháo và 121 súng cối, 40 xe bọc thép và 978 ô tô các loại.[5] Chỉ riêng Tập đoàn quân xe tăng 5 đã phá hủy 76 xe tăng Đức, tịch thu 8 chiếc còn hoạt động được, phá hủy 233 pháo và súng cối, tịch thu 51 khẩu, phá hủy hơn 100 xe ô tô và 6 đoàn xe lửa, tịch thu 25 kho hàng, bắt giữ hơn 3.000 tù binh Đức.[9] Theo các số liệu thống kê lưu trữ của Đức, có 11.976 quân nhân Đức của Tập đoàn quân 8 chết, mất tích và bị thương. khoảng 4.500 người bị bắt.[11]

Mặc dù đây là một chiến dịch không lớn, diễn ra trên không gian hẹp chỉ khoảng 260 km chính diện và chiều sâu chỉ 80 đến 100 km nhưng Chiến dịch tấn công Kirovograd có vị trí quan trọng trong Chiến cục mùa xuân 1944 của quân đội Liên Xô tại hữu ngạn Ukraina. Trước hết, nó tạo một bàn đạp chiến lược rất quan trọng để Phương diện quân Ukraina 2 (phối hợp với cánh trái Phương diện Ukraina 1) lấy làm địa bàn tập kết và xuất phát tấn công, bao vây một cánh quân lớn của Quân đội Đức Quốc xã tại khu vực Korsun-Shevchenkovsky. Chiến dịch này còn tạo một bước đà thuận lợi để Phương diện quân Ukraina 2 mở Chiến dịch tấn công Uman–Botoşani đánh chiếm Pervomaisk, trung tâm phòng ngự quan trọng của Cụm tập đoàn quân Nam (Đức) và tiến ra biên giới Romania, bổ đôi mặt trận Ukraina của quân đội Đức Quốc xã.

Một trong những vấn đề lớn của chiến dịch nhỏ này là việc sử dụng rộng rãi xe tăng trên các hướng tấn công chính và tập trung hỏa lực pháo binh ở mật độ cao để chống xe tăng, cao hơn mật độ hỏa lực chống tăng trong Chiến dịch Kursk. Trong đó, nhiệm vụ của pháo binh là chống xe đối phương, còn xe tăng thì tích cực yểm hộ bộ binh để mở các đột phá khẩu và tiêu diệt các hỏa điểm cố định. Do không có xe tăng và không đủ pháo chống tăng, không quân được huy động ở cường suất cao để yểm hộ các lực lượng mặt đất. Trong 11 ngày diễn ra chiến dịch, Tập đoàn quân không quân 5 (Liên Xô) đã xuất kích 2.485 phi vụ, trong đó có 1.112 (44,7%) là các phi vụ tấn công mặt đất. Tần suất xuất kích cao của các phi vụ tiêm kích của không quân Liên Xô cũng ngăn chặn thành công sự yểm hộ của các máy bay cường kích Đức cho các đơn vị xe tăng của họ. 140 máy bay Đức đã bị bắn rơi trong chiến dịch.[12]