В ходе операции была освобождена от немецко-румынских войск территория Керченского полуострова, где впоследствии были сосредоточены три советские армии и был создан новый Крымский фронт.

В ходе боев освободили Феодосию, однако противник сумел тайно оставить Керчь. В течение 31 декабря Черноморский флот доставил в Феодосию остальные войска 44-й армии, и немцы были вынуждены спешно перебрасывать войска из-под Севастополя. К началу 1942 года кроме немецких и румынских войск, там действовали 76-я немецкая пехотная дивизия и румынский горнострелковый корпус. На подступах были ещё две пехотные дивизии. В связи с усложнившейся обстановкой 2 января войска Красной Армии перешли к обороне.

Несмотря на начальный успех, операция закончилась крупной неудачей. В ходе операции общие потери советских войск составили 41 935 человек, из них 32 453 человек — безвозвратные: убитыми, утонувшими, замёрзшими и пропавшими без вести; 9482 человек — санитарные, 35 танков, 133 орудия и миномёта.

О немецких потерях точных данных нет. Э. фон Манштейн в мемуарах «Утерянные победы» называет цифру около 10 000 человек. В донесении штаба Кавказского фронта об освобождении Керченского полуострова и города Феодосия от 2 января 1942 года указано об уничтожении свыше 1 700 солдат и офицеров противника, захвате 325 автомобилей, 48 орудий разных и иных трофеев, а также об освобождении около 2 000 пленных красноармейцев.