Несмотря на тяжелые условия базирования и господство в воздухе вражеской авиации, советские летчики уничтожили и вывели из строя большое количество танков, автомашин, артиллерийских орудий и личного состава румынских войск. Из них 9, наиболее отличившихся в тех боях, были удостоены звания Героя Советского Союза.
19 сентября из Новороссийска в Одессу корабли Черноморского флота доставили 157-ю стрелковую дивизию и части усиления. В восточном секторе обороны 22 сентября советские войска нанесли мощный комбинированный удар с суши, с моря и воздуха. Боевые корабли высадили в тылу врага полк морской пехоты, самолеты выбросили в тылу врага воздушный десант, а с фронта нанесли две стрелковые дивизии. В результате румынские войска были отброшены на 5–8 километров, разгромлены две румынские дивизии, артиллерия врага лишилась возможности вести обстрел города и порта.
В боях за Одессу особо отличились 25-я Чапаевская, 95-я и 421-я стрелковые дивизии генералов И.Е. Петрова, В.Ф. Воробьева и полковника Г.М. Коченова, 1-й полк морской пехоты полковника Я.И. Осипова, летчики 69-го истребительного авиаполка майора Л.Л. Шестакова, 26-й пограничный полк майора А.А. Маловского.
В конце сентября Ставка ВГК решила использовать войска Одесского оборонительного района для усиления обороны Крыма. С 1 по 16 октября корабли и суда Черноморского флота перевезли туда все войска (около 86 тысяч человек), 15 тысяч человек гражданского населения, а также большое количество различной техники и вооружения. К вечеру 16 октября передовые части противника ворвались в Одессу.
Героическая оборона Одессы продолжалась 73 дня. Она сковала 4-ю румынскую армию. В ходе ее было выведено из строя свыше 160 тысяч вражеских солдат и офицеров, около 200 самолетов, около 100 танков, что затрудняло продвижение правого крыла группы армий «Юг» на восток.
22 декабря 1942 года Президиум Верховного Совета СССР учредил медаль «За оборону Одессы».
План захватить советскую столицу с ходу летом 1941 года полностью провалился. Наступление на Москву возобновилось лишь спустя три месяца и одну неделю — 30 сентября на брянском и 2 октября на вяземском направлениях. Это была новая операция, получившая условное наименование «Тайфун». Она предусматривала тремя танковыми группами из районов Духовщины (северо-восточнее Смоленска), Рославля (юго-восточнее Смоленска) и Шостки (северо-восток Украины) расчленить оборону советских войск, окружить и уничтожить их в районах Вязьмы и Брянска. После чего открывалась возможность сильными подвижными группами охватить Москву с севера и юга и одновременно с фронтальным наступлением пехотных соединений овладеть советской столицей.
Инициатива была на стороне вермахта, и у него было достаточно сил, как это представлялось его Верховному командованию, чтобы сокрушить Советский Союз. По данным 4-го тома 12-томной «Истории Второй мировой войны 1939–1945», на 1 октября 1941 года противник превосходил советские войска в людях в 1,3 раза, в орудиях и минометах — в 1,9 раза, в самолетах — в 2,1 раза. Соотношение в танках, хотя и небольшое, было в пользу советских войск. Вермахт имел 2270 танков, Красная армия — 2715, в том числе 728 тяжелых и средних.
Серьезно меняли общее соотношение сил в пользу вермахта на советско-германском фронте войска союзников Германии. К 1 декабря 1941 года здесь действовали 155,5 германских дивизий и 34,5 дивизий союзников. Это были 20 финских, 5,5 румынских, 3 венгерские, 3 итальянские, 2 словацкие и одна испанская. В указанных дивизиях вермахта значилось 3,2 миллиона человек, в дивизиях союзников — 716 тысяч. Вермахт имел 1650 танков и штурмовых орудий, союзники — 290. У вермахта было 2040 боевых самолетов, у союзников — около 790. Войска союзников располагали 6350 орудиями и минометами.
Гитлеровское руководство считало операцию «Тайфун» «решающим сражением года». Поэтому в войсках, наступавших на Москву, концентрация сил была значительно выше, чем на других направлениях. Они превосходили защищавшие Москву Западный, Резервный и Брянский фронты в живой силе в 1,4 раза, артиллерии — в 1,8 раза, танках — в 1,7 раза, самолетах — в 2 раза. Численное превосходство их ударных группировок было еще выше. Многие соединения Красной армии, особенно дивизии народного ополчения, не имели боевого опыта, были слабо обучены и вооружены. Командование советских фронтов не сумело своевременно вскрыть замысел и группировку противника, определить направление его главных ударов.
