В целом командование противника верно определило полосу действий 3-й танковой армии как наиболее ответственное направление и, сосредоточив в ней максимально возможные силы, вело активные оборонительные действия, умело сочетая при этом мобильную и позиционную оборону с проведением контратак. Тем не менее даже в условиях превосходства в танках и авиации немецким войскам не удалось помешать армии Рыбалко выполнить свою задачу даже в условиях постоянно возрастающего сопротивления. Оттянув на себя основные силы вражеской группировки, она обеспечила войскам фронта возможность обхода и окружения города. Вместе с тем командование армейской группы «Ланц» и 2-го ТК СС смогло путем нестандартного инициативного решения спасти харьковскую группировку от окружения и разгрома.
Успешное завершение операции «Звезда» стоило 3-й танковой армии 11 489 человек убитыми, ранеными, контуженными и пропавшими без вести. Было потеряно 40 противотанковых пушек, 2 37-мм зениток, 62 76-мм орудия, 4 122-мм гаубицы и 45 танков безвозвратно. Первое в истории Великой Отечественной войны наступление танковой армии в оперативной глубине, проходившее в исключительно трудных условиях, успешно завершилось. Полученный опыт убедительно показывал дальнейшие пути развития крупных танковых формирований. Прежде всего, требовалось достижение однородности входящих в танковую армию соединений для придания им большей подвижности, усиления огневой мощи, введение в состав частей самоходной артиллерии, необходимость пристальнейшего внимания к вопросам тылового обеспечения и ремонта.
Необходимые выводы Ставкой ВГК были сделаны очень быстро: в период с января по июль 1943 года были сформированы пять танковых армий нового — однородного — состава. В их состав уже не входили стрелковые дивизии, их заменил механизированный корпус. Возросли общая численность личного состава, всех типов техники и огневых средств.
На вооружение поступали новые, более современные типы танков и САУ. Значительно возросло количество артиллерии. Благодаря массовым поставкам в войска автомобильной техники армии стали подвижнее, намного облегчались задачи снабжения их всеми видами довольствия.
Совершенствовались и развивались на основе полученного опыта принципы и тактика использования крупных танковых соединений. Главными тенденциями было повышение концентрации сил и средств на ответственном участке, взаимодействие родов войск, увеличение глубины и длительности операций. Так, уже в августе 1943 года в ходе Белгородско-Харьковской наступательной операции для расширения фронта наступления были введены в прорыв две (!) танковые армии — 1-я и 5-я гвардейская. В Уманско-Ботошанской операции 6-я танковая армия вводилась в действие последовательно за 2-й, позволяя значительно увеличить глубину наступления.
Подлинным венцом искусства применения крупных танковых соединений в Великой Отечественной войне стали Берлинская и Пражская операции 3-й гвардейской танковой армии — прямой наследницы 3-й танковой. Понесшая большие потери и лишившаяся практически всех танков в тяжелейших боях марта 1943 года под Харьковом 3-я танковая армия переформировывалась в 57-ю общевойсковую армию. Но по инициативе командарма П. С. Рыбалко и Военного совета армии, поддержанной Главным бронетанковым управлением Красной Армии, кадровый костяк танковых частей армии был сохранен и переформирован в виде 3-й гвардейской танковой армии.
Новое соединение стало достойным продолжателем традиций и носителем опыта предшественницы, пройдя славный боевой путь от Орла до Берлина. Среди закованных в танковую броню людей, громящих последние узлы сопротивления в столице Рейха и мотавших на гусеницы сотни километров, спеша на помощь восставшей Праге, были и те, кто помнил свинцовое февральское небо над харьковским предместьями и хляби грунтовок между Валуйками и Бурлуком.
Опыт ведения современной высокоманевренной войны, опыт применения крупных танковых соединений стал основой развития ударной мощи Советских Вооруженных сил в послевоенный период. Теперь уже не является секретом, что долгие годы «холодной войны» оперативный отдел Штаба объединенных вооруженных сил НАТО ломал голову над той же проблемой, что и командир 2-го танкового корпуса СС Хауссер на маленькой станции Лосево у пылающих корпусов Харьковского тракторного завода. Нет, не как остановить русские танковые корпуса и дивизии. Как выиграть хоть мизерный шанс спастись из-под удара, сохранить за собой хоть призрачную возможность уцелеть и продолжать войну.
В Харькове нет памятника воинам, освобождавшим город зимой 1943 года. Но улица Маршала Рыбалко идет вдоль бывшего Чугуевского шоссе от жилого массива тракторного завода к центру — именно тем маршрутом, которым пасмурным утром 16 февраля 1943 года входили в город танки 3-й танковой армии…