此次戰役，晉冀魯豫解放區集中了正規軍3.1萬人，民兵5萬多人，將侵入太行、太岳解放區腹地長治的國民黨閻錫山軍隊以及隨後增援的部隊，共計3.8萬人，除3000人逃跑潰散外，其餘全部殲滅。
解放軍在上黨戰役中取得的輝煌勝利，給蔣介石發燒的頭腦潑了一桶冷水。這一戰，打破了蔣介石、閻錫山企圖迅速佔領全華北的野心，也打亂了國民黨內戰的日程，加強了我黨在重慶談判中的有利地位，從而迫使蔣介石不得不在10月10日簽訂《雙十協定》。
毛澤東對這次戰役的勝利給予了高度評價：「太行山、太岳山、中條山的中間，有一個腳盆，就是上黨地區。在那個腳盆里，有魚有肉，閻錫山派了13個師去搶。我們的方針也是老早就定了，就是針鋒相對，寸土必爭。這一回我們『對』了、『爭』了，而且『對』得很好，『爭』得很好。就是說，把他們13個師全部消滅。他們進攻的軍隊共計3.8萬人，我們出動3.1萬人。他們的3.8萬人被消滅了3.5萬人，逃掉2000人，散掉1000人。這樣的仗，還要打下去。」
劉鄧首長對上黨戰役的指揮，不僅受到我統帥部的讚揚，就連國民黨的有關報告和戰史，對上黨戰役的評價也不得不承認我軍「長於機動，處處爭取主動；兵力運轉，靈活迅速；計畫周密，命令徹底；善伺機會，巧於出奇制勝」；「控制上黨區後，復回師平漢線，阻撓北上接收冀省之國軍，益獲兵力運用之自由，影響戰略，實為至大」。
上黨戰役是我軍對國民黨軍作戰的一個大戰役，是保衛抗戰勝利果實的第一仗。在實際上，這個戰役揭開了偉大的解放戰爭的序幕。因此，它在中國人民解放戰爭的光輝史冊上寫下了重要的一頁。