泰蒙戰役，華東野戰軍殲滅國民黨軍整編第72師師部、第34旅、新編第13旅、新編第15旅一部，整編第83師1個半團，新編第10師1個團（2個營），俘國民黨軍1.4萬人，斃傷國民黨軍1萬人，總計2.4萬人。共繳獲榴彈炮4門、戰防炮5門、迫擊炮28門、機槍530餘挺、長短槍5600支、擲彈筒200餘具、火焰噴射器3具、各種彈藥50餘萬發、汽車20餘輛，擊落飛機1架，收復泰安、寧陽等10座縣城及魯西廣大地區。華東野戰軍傷亡3000人。
泰蒙戰役，華東野戰軍殲滅國民黨軍整編第72師主力，並打亂了國民黨軍的部署，給國民黨軍的重點進攻以打擊。
實踐經驗證明，在力量對比方面，國民黨軍占絕對優勢的情況下，華東野戰軍只有認真貫徹執行運動戰思想，不在於一城一地的得失，充分利用在解放區腹地作戰的有利條件，大踏步地進退，高度機動迴旋，調動迷惑國民黨軍，創造戰機，才能消滅國民黨軍。在華東野戰軍的南下行動企圖暴露後，野戰軍首長發現國民黨軍側翼泰安守備部隊態勢孤立，毅然以一部兵力揮師西進，採取陣地攻堅的戰法，取得了消滅國民黨軍整編第72師主力的勝利。
華東野戰軍第10縱隊的廣大指戰員認為，這是「正確地執行了毛主席的運動戰（戰）略方針」（《第10縱隊泰安戰役後部隊解放講話材料——再接再厲為爭取第二步繼續戰鬥的勝利而鬥爭》，1947年）的結果。這一時期，華東野戰軍在作戰中的主要教訓是，耐心持重不夠，戰役意圖過大，兵力不夠集中，致使幾次作戰決心未能實現。
在為時1個多月的泰蒙戰役中，華東野戰軍在魯南、魯中的廣闊地區實行高度機動作戰，力求調動敵人，捕捉戰機，多次定下殲敵決心，除在泰安殲敵整編第72師主力外，其餘各次均因敵軍採取了密集穩步推進的新戰法和自己兵力不夠集中，而未能實現。但是，這種連續急速轉移，時東時西，時南時北，時分時聚，時打時走，並對臨蒙公路和新泰之敵，先是圍而不攻，繼又主動撤圍後退，既迷惑敵人，使其難以判斷解放軍的意圖和動向，又縱容敵人，使其增長驕傲和冒進情緒，從而為即將到來的孟良崮戰役的勝利創造了條件。
然而，對於此次戰役，國民黨中央社4月30日和5月4日宣稱：「逆沂河南岸北上的湯恩伯兵團以壓倒之勢向前挺進，戰果輝煌」，「臨沂蒙陰道上國軍湯恩伯兵團，又在青駝寺北造成空前大捷，正挾連勝雄姿，向共軍衝擊中」。（《中央日報》，1947年5月1日、5日）可見其狂妄之極。