В итоге десятинедельных боев за Одессу вражеские войска не сумели выполнить поставленную перед ними задачу — овладеть городом.
В конце сентября в связи с угрозой прорыва немецко-фашистских войск в Крым Ставка Верховного Главнокомандования приняла решение использовать войска, оборонявшие Одессу, для усиления обороны Крыма. С 1 по 16 октября корабли и суда Черноморского флота перевезли скрытно от противника все войска — около 86 тыс. человек, 15 тыс. человек гражданского населения, большое количество боевой техники и вооружения. Операцию по эвакуации войск из Одессы прикрывали партизаны.
73-дневная героическая оборона Одессы сковала 4-ю румынскую армию. В результате героической обороны города было выведено из строя 160 тыс. вражеских солдат и офицеров, около 200 самолётов, около 100 танков, что затруднило продвижение правого крыла немецко-фашистской группы армий «Юг» на восток. К вечеру 16 октября передовые части противника ворвались в Одессу. Началась партизанская война против оккупантов. Партизаны уничтожили свыше 5 тыс. вражеских солдат и офицеров, 248 автомашин, подорвали 27 военных эшелонов, спасли от угона в Германию 20 тыс. советских граждан.
Одесса находилась под вражеской оккупацией более двух лет. 10 апреля 1944 г. советские войска освободили город.
22 декабря 1942 г. Указом Президиума Верховного Совета СССР была учреждена медаль «За оборону Одессы», которой были награждены свыше 30 тыс. человек. 1 мая 1945 г. в приказе Верховного Главнокомандующего И. В. Сталина Одесса была названа в числе первых городов-героев. 8 мая 1965 г. городу Одессе было присвоено звание «Города-героя».
По линии главного рубежа обороны Одессы в 1960-1969 гг. создан мемориальный комплекс «Пояс Славы».
