太原戰役從1948年10月5日開始，至1949年4月24日止，歷時6個多月。解放軍共殲滅1個綏靖公署，2個兵團部、6個軍部、17個師及地方武裝共13.5萬餘人，其中斃傷3.3萬餘人，生俘9.7萬餘人，投降5300餘人。繳獲各種炮6283門，各種機槍6943挺，長短槍3.7784萬支，各種子彈236.5萬發，各種炮彈5.4386萬發，手榴彈20.5萬枚，坦克9輛（以上數不包括軍需倉庫庫存），騾馬千匹。解放軍傷亡3.2萬餘人。（根據《解放軍第18兵團軍史戰史資料》之《太原戰役我傷亡消耗統計》）
太原的解放，結束了閻錫山對山西人民長達38年的血腥統治，使人民獲得了一個重要的工業基地，對經濟恢複及支援全國解放戰爭均有重要意義。同時，對拒絕用和平方法解決問題的國民黨殘餘勢力給以應有的懲罰，對此後解放大同等地亦有直接作用。
太原解放了，受盡苦難的古城人民，湧上街頭，以種種方式表達興奮的心情，到處是歌聲和歡笑聲。一位老藝人邊彈邊唱：
從前當牛馬，如今做主人；
昨日淚滿襟，今天慶翻身。
盼了多少日和夜，
熬過了寒冬迎新春。
老漢我今年不是六十二，
我成了二十六歲的年輕人……
太原戰役，是典型的大城市攻堅戰。解放軍全殲太原守軍，在戰役指揮方面的主要經驗是：
第一，制定了正確的戰役指導方針。在戰役初期，解放軍採取了圍困、瓦解和攻擊相結合的作戰方針。在圍城期間，解放軍又採取了圍困、瓦解的作戰方針。經過太原外圍作戰和圍城鬥爭，解放軍逐批消滅了守軍的有生力量，攻佔了戰役戰術要點，瓦解了守軍士氣，為而後作戰創造了有利條件。在總攻太原時，解放軍在力量對比上占絕對優勢的情況下，採取了首先分割包圍外圍守軍，爭取殲滅其大部或全部，佔領攻城陣地，而後一舉攻城的戰役指導方針，從而使守軍猝不及防，其防線頃刻間崩潰。實踐證明，這些方針是正確的。
第二，周密部署。根據太原的地理特點和守軍的兵力部署，第1兵團首先攻佔東山四大要塞，掃除攻城的主要障礙，同時控制飛機場，斷絕守軍的空中外援和逃路，為戰役的勝利奠定了基礎。在總攻太原階段，集中絕對優勢兵力、火力，四面圍攻，多路突破，連續突擊，從而一舉攻克太原。
第三，開展政治攻勢，瓦解守軍。太原戰役期間，解放軍採取各種方式有針對性地大力開展政治瓦解工作，使大批守軍紛紛棄暗投明，從而加快了戰役勝利的進程。