Chỉ sau 20 ngày, Phương diện quân Ukraina 3 (Liên Xô) đã đánh bại 20 sư đoàn Đức và Romania trên khu vực giữa sông Ingul và sông Dniestr. Trong điều kiện địa hình bị chia cắt bởi nhiều con sông nhỏ, lạch nước, đầm phá và thời tiết bất lợi, Quân đội Liên Xô đã tiến về phía Tây hơn 180 km, giải phóng một vùng rộng lớn ở Nam Ukraina, trong đó có các thành phố quan trọng như Odessa, Nikolayev, các đầu mối giao thông chiến lược ở Tiraspol, Ovidiopol, trong đó có cụm phòng thủ Mayak (Đèn biển) của quân Đức ở Ovidiopol và pháo đài Ochakov rất quan trọng trong điều hành giao thông hàng hải.

Mất Odessa, quân Đức mất một căn cứ hải quân và hậu cần quan trọng ở Biển Đen trong việc tiếp tế cho Tập đoàn quân 17 (Đức) đang bị vây hãm ở Krym. Các tàu vận tải của hải quân Đức và Romania phải dùng cảng Constanţa để duy trì việc cung cấp cho Tập đoàn quân 17 trên tuyến đường biển mà Hạm đội Biển Đen (Liên Xô) đã giành quyền kiểm soát cả trên mặt nước, trên không và dưới nước. Trong chiến dịch này, quân đội Liên Xô thu được rất nhiều chiến lợi phẩm. Tại cảng Odessa, trong các kho hàng và trên đoạn đường sắt từ ga Vydoga đến cảng Odessa, quân Đức đã không kịp chuyển đi một khối lượng hàng hóa quân sự rất lớn còn nguyên trên các đoàn tàu, các đoàn xe tải. Quân đội Đức Quốc xã bị tổn thất đến trên 50% quân số và chỉ có sự tăng viện bằng các sư đoàn được điều động từ Nam Tư, Hungary và Hy Lạp mới có thể cứu Tập đoàn quân 6 (Đức) khỏi bị giải thể một lần nữa.[17]

Với nhiều đầu cầu quan trọng chiếm được trên bờ Tây sông Dniestr, Quân đội Liên Xô có nhiều điều kiện thuận lợi để tiến hành các chiến dịch tấn công vào vùng Nam Moldova, mở cánh cửa vào Balkan. Hạm đội Biển Đen (Liên Xô) tiếp quản cảng Odessa, một hải cảng lớn có tầm ảnh hưởng rất rộng ở Tây Bắc Biển Đen. Giờ đây, các tàu nổi, tàu ngầm và không quân của hải quân Hạm đội Biển Đen có thể tăng tầm tấn công vào các khu vực phía Đông Balkan, các hải cảng quan trọng của quân Đức ở Constanţa (Romania), Varna, Burgas (Bulgaria) và khống chế khu vực phía Đông Biển Đen. Odessa cũng trở thành một căn cứ hậu cần quan trọng để Hạm đội Biển Đen khống chế cảng Sevastopol, đánh vào các tuyến tiếp tế đường biển của quân Đức đến Sevastopol, cái "dạ dày" của Tập đoàn quân 17 (Đức) ở Krym, đẩy tập đoàn quân này vào tình thế ngày càng tuyệt vọng hơn.[14]