Ослабление напряжения в воздухе, а также выведение большого числа соединений в тыл позволили авиационным командирам и их штабам критически рассмотреть и оценить опыт прошедших боев, направив в вышестоящие инстанции свои, зачастую нелицеприятные наблюдения и выводы. Так, командование 2-го иак отмечало, что за весь период боев корпус совершил 4100 самолето-вылетов и сбил 339 самолетов противника. В то же время, по подсчетам офицеров штаба, 989 самолетов корпуса встретили в воздушных боях 2474 немецких самолета (из них 1109 истребители), т. е. в бой над полем боя вступала в лучшем случае четвертая часть соединения. Вывод, сделанный генерал-лейтенантом А. С. Благовещенским, был весьма радикален: необходимо отказаться от метода патрулирования, который
Много критических замечаний было высказано и командованием 11-го сак. Вооруженный новейшими истребителями Як-9Т, корпус предназначался в первую очередь для борьбы с немецкими бомбардировщиками, однако использовался в основном для прикрытия Ил-2 и патрулирования. Массированного применения самолетов Як-9Т против крупных соединений бомбардировщиков не было зафиксировано. Этому способствовала неудовлетворительная система наведения, во многом снижавшая эффективность работы истребителей. Несмотря на то что в ее составе было множество радиостанций, их работа оказалась малоэффективной. Документы соединения особо отмечают:
В документах 11-го сак также отмечалось, что корпус вполне мог бы решать самостоятельные задачи, например, срывать железнодорожные перевозки противника в полосе до 80–100 километров и на глубину до 60–80 километров.
Положительно было оценено командованием 11-го сак отсутствие в его составе управлений дивизий, которые, по мнению командования, оказались ненужной инстанцией, неоправданно усложнявшей управление. Однако столь радикальный вывод не нашел отзыва в Штабе ВВС Красной Армии. 11-й сак остался единственным корпусом ВВС Красной Армии, лишенным дивизионных управлений.
Подводя итоги участия 15-й воздушной армии в ходе битвы на Орловской дуге, штаб объединения констатировал, что за период с 12 июля по 15 августа частями армии было проведено 549 воздушных боев, в которых был потерян 451 самолет (18 Ил-4, 6 Пе-2, 177 Ил-2, 227 истребителей и 23 У-2). Общие же потери армии составили 559 самолетов.