Если бы командование Крымского фронта действовало в соответствии с принципами военного искусства, то они могли одержать победу на Керченском полуострове еще в декабре 41-го – январе 42-го. Достаточно было наладить взаимодействие между десантами и флотом, поддерживать устойчивую радиосвязь с десантниками, не допускать промедления, а сразу же развивать успех, наступая вглубь полуострова. Тогда, как признавал Манштейн, 11-я германо-румынская армия могла оказаться действительно в опасном положении. После же неудач января 1942 года Крымскому фронту необходимо было не наступать, а занять жесткую оборону, проведя соответствующие фортификационные работы, благо, что узкий фронт на Керченском полуострове позволял сделать это в короткий срок. В наступление можно было переходить только в случае, если бы Манштейн начал новый штурм Севастополя, и было бы достоверно установлено, что он отвел к Севастополю значительные силы от Керчи. Но вряд ли командующий 11-й армии рискнул бы штурмовать Севастополь, не сбросив в море советские войска на Керченском полуострове. А в случае, если бы вместо бестолкового наступления они подготовились к обороне, то не исключено, что уступавшие им по численности германо-румынские войска не смогли бы прорвать фронт, и к моменту операции «Блау» в Крыму бы еще продолжалась напряженная борьба с далеко не ясным исходом.
7 июня 1942 года начался последний штурм немцами Севастополя. 17 июня они вышли на подступы к Сапун-горе, захватили форты «Сталин» и «Максим Горький-I» и подножие Мекензиевых высот. Теперь немецкая артиллерия могла обстреливать Северную бухту и практически парализовала подвоз подкреплений и боеприпасов. У зенитной артиллерии в Севастополе кончились снаряды, и люфтваффе завоевали абсолютное господство в воздухе. Оборона города стала невозможна, но командование Севастопольского оборонительного района и Ставка вовремя не позаботились об эвакуации, до последнего рассчитывая удержать город. В ночь с 28 на 29 июня без артиллерийской подготовки немецкий десант на надувных лодках внезапно атаковал хорошо укрепленный Южный берег Севастопольской бухты и 30 июня захватил Мамаев Курган. Только тогда защитники Севастополя, у которых закончились боеприпасы, получили разрешение на эвакуацию. Было вывезено самолетами и подводными лодками только около 2 тыс. человек, главным образом из высшего командного и политического состава, включая командующего Приморской армией Ивана Петрова и командующего СОР и Черноморским флотом Филиппа Октябрьского и других старших офицеров и политработников. В отличие от немцев, Сталин, опасаясь, что его генералы попадут в плен и, еще не дай бог последуют примеру генерала А. А. Власова, в первую очередь стремился эвакуировать их из окружения. Остальные защитники Севастополя остались без командования и практически были брошены на произвол судьбы. 1 июля организованное сопротивление прекратилось, но отдельные разрозненные группы красноармейцев и моряков продолжали сопротивление до 4 июля, тщетно надеясь, что за ними придут корабли. Немцы захватили 100 тыс. пленных, 622 орудия, 26 танков и 141 самолет. В ходе обороны Севастополя Черноморский флот также потерял, главным образом потопленными с воздуха, крейсер «Червона Украина», четыре эскадренных миноносца, четыре крупных транспорта и подводные лодки С-32 и Щ-214.
Потери 11-й немецко-румынской армии в период с 21 мая по 10 июля 1942 года составили 5 045 убитыми, 23 397 ранеными и 1 323 пропавшими без вести.
При обороне Севастополя, вопреки распространенному мнению, Отдельная Приморская армия сковывала не превосходящие, а равные по численности силы немцев и румын, которые, однако, в последние недели имели полное господство в воздухе и подавляющий перевес в обеспечении боеприпасами. Несмотря на советское господство на море, снабжение Севастополя, а потом и эвакуация его защитников были парализованы с помощью авиации. Основная задержка со взятием Севастополя была связана с необходимостью ликвидировать группировку советских войск на Керченском полуострове. Гитлер не считал отвлечение 11-й армии на осаду Севастополя критически важным обстоятельством для реализации своих планов на южном крыле Восточного фронта. Поэтому после взятия Севастополя основная часть 11-й армии и осадная артиллерия были переброшены под Ленинград, чтобы эти войска, имевшие опыт штурма укрепленных городов, попытались взять советскую северную столицу.
Тем не менее, разгром советских войск в Крыму означал, что отсюда они уже не смогут угрожать ударом в тыл войск, осуществлявших операцию «Блау», или, будучи эвакуированы, не усилят советское сопротивление на Кавказе и на Дону.