Po operacji Operacja orłowska była najkrwawszą operacją dla Armii Czerwonej spośród trzech operacji przeprowadzonych podczas bitwy na łuku kurskim (obronnej, orłowskiej i biełgorodzko-charkowskiej). Straty frontów Zachodniego, Briańskiego i Centralnego wyniosły 112 529 bezpowrotnych (zabitych lub zaginionych) i 317 361 sanitarnych (rannych lub chorych)Konecki (2005), s. 405.. Straty w sprzęcie wyniosły: 2586 czołgów, 892 działa i 1014 samolotówKonecki (2005), s. 406.. W wyniku operacji Rosjanie posunęli się o 150 km na zachód i rozbili 15 dywizji niemieckichKonecki (2005), s. 376.. Straty te jeszcze bardziej osłabiły możliwości operacyjne Niemców w późniejszych walkach z Armią Czerwoną.
Przełamanie obrony wojsk niemieckich w wybrzuszeniu orłowskim i szybkie postępy wojsk radzieckich w kierunku Orła umożliwiły 29 lipca oddanie armii Frontu Zachodniego, biorących udział w operacji orłowskiej, Frontowi Briańskiemu, dzięki czemu dowództwo Frontu Zachodniego mogło całkowicie się skupić na przeprowadzeniu operacji smoleńskiej (bardziej na północy na środkowym odcinku frontu wschodniego) planowanej od końca czerwca 1943 rokuKonecki (2005), s.