此次战役，晋冀鲁豫解放区集中了正规军3.1万人，民兵5万多人，将侵入太行、太岳解放区腹地长治的国民党阎锡山军队以及随后增援的部队，共计3.8万人，除3000人逃跑溃散外，其余全部歼灭。
解放军在上党战役中取得的辉煌胜利，给蒋介石发烧的头脑泼了一桶冷水。这一战，打破了蒋介石、阎锡山企图迅速占领全华北的野心，也打乱了国民党内战的日程，加强了我党在重庆谈判中的有利地位，从而迫使蒋介石不得不在10月10日签订《双十协定》。
毛泽东对这次战役的胜利给予了高度评价：“太行山、太岳山、中条山的中间，有一个脚盆，就是上党地区。在那个脚盆里，有鱼有肉，阎锡山派了13个师去抢。我们的方针也是老早就定了，就是针锋相对，寸土必争。这一回我们‘对’了、‘争’了，而且‘对’得很好，‘争’得很好。就是说，把他们13个师全部消灭。他们进攻的军队共计3.8万人，我们出动3.1万人。他们的3.8万人被消灭了3.5万人，逃掉2000人，散掉1000人。这样的仗，还要打下去。”
刘邓首长对上党战役的指挥，不仅受到我统帅部的赞扬，就连国民党的有关报告和战史，对上党战役的评价也不得不承认我军“长于机动，处处争取主动；兵力运转，灵活迅速；计划周密，命令彻底；善伺机会，巧于出奇制胜”；“控制上党区后，复回师平汉线，阻挠北上接收冀省之国军，益获兵力运用之自由，影响战略，实为至大”。
上党战役是我军对国民党军作战的一个大战役，是保卫抗战胜利果实的第一仗。在实际上，这个战役揭开了伟大的解放战争的序幕。因此，它在中国人民解放战争的光辉史册上写下了重要的一页。