Ostatecznie 27 lipca Niemcy byli w stanie połączyć swoje wojska i zamknąć kocioł na wschód od Smoleńska, łapiąc w nim dużą część wojsk 16, 19 i 20 Armii. Jednakże kilka dni później spore siły radzieckie prowadzone przez 20 Armię zdołały wydostać się z kotła z pomocą wciąż trwającej radzieckiej ofensywy wzdłuż smoleńskiej linii frontu. Po tym, jak kocioł został ponownie zamknięty, do niemieckiej niewoli dostało się ok. 300 tys. radzieckich żołnierzy.
Po bitwie thumb|Niemiecka jednostka zmotoryzowana podczas natarcia na Smoleńsk. Widoczna na zdjęciu armata przeciwpancerna to PaK 36 Bitwa pod Smoleńskiem była kolejną z serii poważnych porażek Sowietów w początkowej fazie operacji Barbarossa. Jednakże Niemcom zwycięstwo to nie przyszło bez strategicznych konsekwencji. Po raz pierwszy w wojnie z III Rzeszą Sowieci spróbowali przeprowadzić zdeterminowany i skoncentrowany kontratak wzdłuż długiej linii frontu. Krzepnący radziecki opór pokazał, że Armia Czerwona nadal nie została pokonana i że blitzkrieg na Moskwę jest zagrożony. Doprowadziło to do podzielenia zdań w niemieckim naczelnym dowództwie na temat prowadzenia dalszych działań.