此战，德军被向西击退100—350公里。莫斯科州、加里宁州、图拉州、梁赞州全部以及斯摩棱斯克州、奥廖尔州各一部宣告解放。苏军在莫斯科郊外的胜利，大大改善了苏联的军事政治地位和国际地位。这一胜利使为战争的根本转折奠定了基础，打破了德军不可战胜的神话，使其遭到无法弥补的物质损失。但未完成围歼德“中央”集团军群的企图。德军损失25余万人（其中冻死冻伤15万余人），坦克1300辆，火炮2500门，汽车1.5万余辆，以及许多其他技术装备。苏军伤亡70万。会战中，德军虽在初期取得一定战果，但因战线过长，补给不足，缺乏预备队和冬季作战准备，以及在斯摩棱斯克战役、基辅战役、维亚济马—布良斯克战役中消耗过大等原因而遭到失败。德军的失败使德军士气更加低落，在冬季战局中，德军军事法庭以临阵脱逃，擅自退却、违抗军令等罪名给6.2万名官兵判刑。35名高级将领，其中包括布劳希奇元帅、博克元帅、古德里安上将、施特劳斯上将等被撤职。与些同时，由于苏联低估了德国的实力，导至在战役末期损失很大，重又陷入兵力不足的窘境，不得不转入防御。战场主动权再次回到德国手中，但莫斯科的防御已经稳固，难以打破。这个战役从头到尾，苏联的损失要远超德国，但德军部队的损失难以弥补，而苏军的补充在数量和速度上要远超德军，苏联因而赢得了喘息的机会。

　莫斯科会战具有巨大国际意义，它使反法西斯同盟的进一步形成，法西斯国家集团更加削弱，迫使日本和土耳其统治集团不敢一味追随德国。在这次会战中，苏联军事学术达到了新的发展阶段。最高统帅部大本营和总参谋部在复杂条件下善于筹建和隐蔽集中预备队以粉碎敌人，善于组织各方面军和各战略方向之间的密切协同，善于使用陆军、航空兵（见航空兵进攻）和游击队的力量共同粉碎“中央”集团军群。组织防御和进攻的方法以及更合理地使用炮兵（见炮兵进攻）、坦克和航空兵的方法均有改进。此外，还积累了大量集中使用各兵种的经验，这表明了苏联军事首长在战略和战役战术上的成熟以及各兵种军人战斗技能有了提高。苏军约有40个部队和兵团，包括14个步兵师、3个骑兵军、2个海军步兵旅、5个坦克旅、9个炮兵团和6个航空兵团因模范地完成战斗任务和英勇善战而被授予近卫军称号。100多万名城市保卫者被授予1944年颁发的“保卫莫斯科”奖章。362.6万名军人被授予勋章和奖章，110人荣获苏联英雄称号。1965年5月，为纪念苏联人民伟大卫国战争胜利二十周年，莫斯科被授予“英雄城市”荣誉称号。