Объективно оценила события июля—сентября на Воронежском направлении и немецкая сторона. В частности, генерал пехоты вермахта Курт фон Типпельскирх, который в тот период являлся немецким представителем при штабе 8-й итальянской армии, в своей книге «История Второй мировой войны» написал: «Русские, чтобы облегчить положение своих войск на юге, оказывали постоянное давление на позиции немцев в районах Воронежа и севернее. Летом и осенью 1942 года в этих районах шли тяжелые бои, которые потребовали большого напряжения немецких дивизий, не позволяли осуществить переброску войск в интересах наступающих армий, а в районах Воронежа даже заставляли немецкое командование спешно перебросить из-под Сталинграда одну дивизию». И далее: «В районе западнее Дона решающих успехов добиться не удалось... Дальнейшее развёртывание наступления было затруднено, так как левое крыло, которое по первоначальному плану должно было продвигаться через Воронеж на Саратов, застряло у Дона».
Аналогичное признание сделал генерал-фельдмаршал Фридрих Паулюс. В своих воспоминаниях он написал, что Гитлер придавал большое значение Воронежу в будущей перспективе: «Значение рубежа Сталинград — Воронеж, захваченного немецкими войсками, заключаюсь в том, что он представлял собой выгодное исходное положение для нанесения удара на Москву и восточнее ее. Этот удар в сочетании с одновременным предпринятым немецким прорывом на Центральном фронте, примерно из района восточнее Смоленска, на Москву оказал бы серьезную опасность для советских Вооруженных Сил и ведения всей войны советским командованием. Неважно, что в оперативных директивах немецкого командования на летнюю и осеннюю кампании 1942 года еще не было речи о наступлении на Москву. По тому, как проходили операции, наступление на Москву можно было провести только весной 1943 года, после соответствующих перегруппировок сил».
После тяжелых сентябрьских боёв Воронежский фронт вновь перешел к обороне. Ватутин поставил перед командующими армиями очередные задачи. Так, 38-я и 60-я армии организовали оборону с оперативным построением в два эшелона при плотности 10—15 километров на дивизию. 40-я армия заняла оборону в один эшелон с плотностью на дивизию 15 километров. Наименьшая плотность была определена для 6-й армии, перед фронтом которой находился довольно слабый противник — 2-я венгерская армия и части итальянского альпийского корпуса.
Одновременно командованием фронта были тщательно проанализированы результаты сентябрьской операции, буквально «по косточкам» на заседании Военного совета, различных совещаниях и сборах разобрали прошедшие бои, извлекли из них серьёзные уроки. На основе сделанных выводов в войска фронта были направлены соответствующие директивы, приказы, методические рекомендации, касающиеся управления войсками и работы штабов, повышения уровня огневой подготовки, уменьшения потерь личного состава.
Так, в директиве №1793 командующий предписал «в первую очередь активизировать огонь пехоты из всех видов оружия», увеличивать количество снайперов не только из винтовок, но и из других видов оружия. Указания претворялись в конкретные дела. В частях и соединениях фронта получило широкий размах снайперское движение. Только с августа по сентябрь 1942 года было уничтожено 9699 солдат и офицеров противника, а за 20 дней октября — 2174 оккупанта. «Русские ужасно отчаянный народ — воюют до последней минуты. У них замечательные стрелки. Не дай бог оказаться их целью», — записал в своем дневнике венгерский ефрейтор.
В этой же директиве Ватутин ставил задачу шире использовать 50-мм минометы, «с наступлением темноты подтягивать их поближе к позициям противника и сосредоточенным огнем его уничтожать, практиковать залповый огонь из винтовок по выгодным целям».
В другом документе, более категоричном, Ватутин с целью уменьшения потерь личного состава потребовал от командармов и комдивов «особое внимание обратить на быстрейшее выполнение планов инженерного оборудования обороны, создание укрытий от осколков, а затем и от мин, снарядов и авиабомб. Улучшить маскировку». Заботясь о сохранении жизней солдат и офицеров, командующий запретил «открытые передвижения подразделений и отдельных бойцов и командиров в зоне огня противника», приказал виновных «в нарушении этого строго наказывать». Кроме того, он обязал начсостав принять меры к недопущению простудных заболеваний войск, «во всех боевых порядках построить отопление блиндажей для обогрева и отдыха личного состава. Из поступавшего теплого обмундирования в первую очередь обеспечивать боевые части...».