Оперативная группа штаба 18-й армии, возглавлявшаяся В. Я. Колпакчи, вышла из окружения 10 октября. В тот же день вышли части 130-й стрелковой дивизии, остатки 176-й, 274-й и 164-й стрелковых дивизий. 13 октября к 18-й армии присоединились остатки 96-й горно-стрелковой дивизии. 10 октября вышли из окружения остатки 30-й и 218-й стрелковых дивизий, два полка 99-й стрелковой дивизии, 23-й стрелковый полк 51-й стрелковой дивизии. Уже 11 октября командующий Южным фронтом считал обе пострадавшие армии восстановленными и директивой за № 0195 определил боевой состав 18-й (383-я и 99-я стрелковые дивизии, остатки 164-й и 4-й стрелковых дивизий, 38-я кавалерийская дивизия) и 9-й (395-я стрелковая дивизия, остатки 30-й, 51-й, 176-й, 218-й стрелковых дивизий) армий. Уже в разгар сражения последовали оргвыводы — 6 октября Д. И. Рябышев был снят с поста командующего Южным фронтом и впоследствии постов выше командующего армией не занимал.
В качестве результатов сражения на окружение у Мелитополя немецкой стороной были заявлены 100 тыс. пленных. Выглядят эти цифры столь же малоубедительно, как и 600 тыс. пленных в «котлах» перед фронтом группы армий «Центр» октября 1941 г. И в том, и в другом случае имело место массовое просачивание окруженцев через рыхлые «клешни» моторизованных корпусов. Согласно советским данным, безвозвратные потери Южного фронта за всю Донбасско-Ростовскую оборонительную операцию (29 сентября — 16 ноября 1941 г.) составляют 132 014 человек.
Высвободившиеся после ликвидации «котла» 170-я и 22-я пехотные дивизии были брошены немцами в Крым, куда к тому моменту была эвакуирована из Одессы Приморская армия, существенно изменившая баланс сил на полуострове. Горный корпус Кюблера в Крым так и не попал.
На первый взгляд события на Южном фронте в конце сентября — начале октября 1941 г. выглядят однозначно. Наступление у Мелитополя ослабило правый фланг фронта, что привело к прорыву танков Клейста в тыл и окружению 9-й и 18-й армий. Но это весьма поверхностный взгляд на вещи. Во-первых, для того чтобы сдержать танковую группу, нужно было достоверно выявить точку ее удара и уплотнить фронт в этой точке. Ни в одной оборонительной операции 1941 г. это сделать не удалось. Везде танковый удар был внезапным и сокрушительным. Достоверно определить группировку и направления ударов противника оказалось нетривиальной задачей и под Курском в 1943 г., когда в распоряжении советского командования была двухмесячная оперативная пауза. В 1941 г. каскад немецких операций на окружение следовал без подобных промежутков. Ожидание под Вязьмой и Брянском ударов вдоль крупных магистралей и уплотнение фронта на них не дали результата, немецкие танковые армии выбрали другие маршруты. Молниеносная рокировка на Кременчугский плацдарм 1-й танковой группы сделала неизбежной киевскую катастрофу сентября 1941 г. Во-вторых, обратной стороной ослабления войск в неудачных наступлениях было уплотнение немцами фронта на возможных направлениях ударов Красной армии с расходом сил, которые могли быть брошены на острие собственного наступления.
Если эффект от уплотнения фронта 12-й армии представляется сомнительным, то отказ Д. И. Рябышева от активных действий мог привести к поистине катастрофическим последствиям. В Крым были бы переброшены горные егеря Кюблера и дивизии XXX армейского корпуса. Вполне вероятным представляется также использование в Крыму вместо импровизированной группы Циглера полноценного моторизованного соединения — бригады СС «Лейбштандарт Адольф Гитлер». В отсутствие наступления, сковавшего главные силы 11-й армии, Крым был бы захвачен превосходящими силами немцев до переброски из Одессы в Севастополь Приморской армии. Последней пришлось бы эвакуироваться уже в Новороссийск. После разгрома советских войск в Крыму 11-я армия могла всеми силами развернуться против Южного фронта и повторить случившееся в реальном октябре 1941 г. с еще более оглушительными результатами.
Осуждая «бессмысленные контрудары» 1941 г., исследователи зачастую смотрят на них глазами участников событий, которые не знали реальных результатов своих действий. Помимо замысла контрудара, который чаще всего не реализовывался, есть объективное значение операции, чаще всего неизвестное солдатам и генералам с советской стороны. Они были подобны фехтовальщикам в темноте, судившим об успехе выпадов по косвенным признакам, и остались в неведении за «железным занавесом» 50—60-х. Между тем объективным значением в целом неудачной Мелитопольской операции было спасение Крыма. Контрудары Красной армии нарушали планы противника, заставляли импровизировать, ошибаться. Именно это в конце концов привело к краху немецкого плана войны.