В течение 73-х дней оборона Одессы задерживала продвижение правого крыла войск группы армий «Юг» вермахта. Было отвлечено и сковано до 18 дивизий немецко-румынских войск общей численностью свыше 300 тысяч военнослужащих. Общие потери немецко-румынских войск в районе Одессы составили свыше 160 тысяч военнослужащих, около 200 самолётов и до 100 танков[1][3][5][9].
Потери советских войск за период обороны Одессы составили: 15 578 человек безвозвратных потерь (погибшими, умершими от ран, пропавшими без вести и пленными)[3] и 24 690 человек санитарных потерь (ранеными и больными)[3].
Оборона Одессы предоставила возможность осуществить эвакуацию гражданского населения, культурных и материальных ценностей. Всего в августе 1941 года из Одессы было эвакуировано 58 тысяч человек гражданского населения и 67,6 тысяч тонн грузов, в сентябре 1941 года — 67 тысяч человек гражданского населения и 44,8 тысяч тонн грузов, за 15 дней октября 1941 года — 18 тысяч гражданского населения и 18,5 тысяч тонн грузов. Среди вывезенного имущества: промышленное оборудование (оборудование завода «Большевик», станкостроительного завода имени В. И. Ленина,
судостроительного и судоремонтного завода, заводов сельскохозяйственных машин имени Октябрьской революции, тяжёлого весостроения имени Старостина, сахарного, консервного, суперфосфатного и других заводов Одессы), топливо, металл и иное сырьё, паровозы и железнодорожные вагоны, музейные ценности и картинные галереи[8].
По окончании боёв за Одессу 4-я румынская армия была отведена в Румынию на переформирование, на которое понадобилось два месяца.
Подводя итоги обороны Одессы, газета «Правда» писала:
«Вся советская страна, весь мир с восхищением следили за мужественной борьбой защитников Одессы. Они ушли из города, не запятнав своей чести, сохранив свою боеспособность, готовые к новым боям с фашистскими ордами. И на каком бы фронте ни сражались защитники Одессы — всюду будут они служить примером доблести, мужества, геройства».
