分析
蘇聯紅軍失利的主要原因是斯大林戰略上指揮失誤。斯大林剛愎自用，屢拒部下的正確建議，最終遭到慘敗。蘇聯紅軍在此戰的失敗，使南部戰線陷於崩潰。但是，方面軍持久而頑強的鬥爭，對打破德軍的“閃擊戰”計劃起了重要作用。德軍“中央”集團軍羣龐大兵力用於突擊西南方面軍翼側，使德軍在主要方向即莫斯科方向的進攻受到了遲滯。這樣，蘇聯紅軍統帥部就能在莫斯科方向集中龐大的戰略預備隊，從而對勝利完成莫斯科會戰具有決定性意義。德軍在此戰的得失正如英國軍事理論家利德爾·哈特所言：“就基輔包圍戰本身而論，實在可以算是一次極大的成功。對德軍而言，也可算是一個空前的傑作。從戰略方面來說，似乎也有很充分的理由。先使南翼不受到敵人反攻的威脅，然後再來進攻莫斯科。此外，由於蘇聯紅軍數量龐大，但卻比較缺乏機動性，所以這種戰略遂更顯得有利。德軍可以分別把兵力先後集中在不同的地區之內，而輪流產生幾個決定性的戰果。但是唯一的弱點就是‘時不我予’，尤其是德軍對於冬季作戰並無充分的準備。”德軍贏得了戰爭史上最大的殲滅戰，卻失去了戰爭史上最大的戰爭。
影響
基輔會戰是第二次世界大戰中最大的包圍戰。對德軍而言，從戰術上來看無疑是一次成功的傑作，而且獲得了富饒的烏克蘭和頓涅茨盆地。從戰略上來看，似乎也有很充分的理由，先使南翼不受到敵人反攻的威脅，然後再來進攻莫斯科。但是唯一的弱點就是“時不我予”，尤其是德軍對於冬季作戰並無充分的準備。
基輔戰役後，紅軍已經沒有更多後備力量，爲防衛莫斯科，蘇聯政府調動83個師共800，000人，但只有其中25個師是有足夠裝備，而且缺乏裝甲部隊及戰機，德國方面，他們有70個師共2，000，000人，接近三分之一是機械化的，這是在戰爭中最高的比例，進攻莫斯科的颱風作戰在十月二日開始。
由於在基輔的巨大勝利，在南方的巨大阻礙已經清除，南方集團軍繼續向頓巴斯進攻，在南方戰區的目的已完全達到，不過，向莫斯科的進攻被推遲了四個星期，這在之後的莫斯科戰役中已被證明，雖然在戰術上取得成功，但基輔戰役只能小規模增強德國在戰略上的優勢，因爲其主要目的，戰爭的決定性勝利沒有達到。
當紅軍付出巨大的損失時，他們爭取了時間防守莫斯科，爲同盟國取得第二次世界大戰的勝利作出了貢獻。
而且，蘇聯在這次及其他包圍戰中得到了教訓，在之後的莫斯科戰役中，他們避免被德軍包圍，之後在斯大林格勒戰役中，他們更反而包圍了入侵者。
