Победа под Москвой явилась важным этапом в развитии оперативного искусства ВВС. Был приобретен значительный опыт подготовки авиации в ограниченные сроки в период оборонительной операции к действиям в интересах войск фронтов в контрнаступлении. В ходе наступления полное подтверждение получил основной принцип советского военного искусства по применению ВВС сосредоточение их основных усилий на главном направлении за счет резервов, ВВС соседних фронтов, дальнебомбардировочной авиации и авиации ПВО. Это было особенно характерным в первые дни контрнаступления, когда для удара по самой мощной группировке врага северо-западнее Москвы привлекалось до 75% сил всей нашей авиации, действовавшей на западном направлении.
Был получен также опыт организации и осуществления взаимодействия авиации с сухопутными войсками и между ВВС нескольких фронтов, а также дальнебомбардировочной авиацией и авиацией ПВО Москвы, который был использован в последующих операциях Отечественной войны и получил дальнейшее развитие.
В битве под Москвой была осуществлена проверка организационной структуры ВВС. Опыт боевых действий показал, что наличие ВВС общевойсковых армий и смешанных авиационных соединений значительно затрудняло маневр и массированное применение авиации на важнейших участках фронта. В целях сосредоточения авиации в одних руках и дальнейшего повышения ее боеспособности по решению Ставки ВГК в мае - ноябре 1942 г. из ВВС фронтов были созданы воздушные армии. Такая организационная структура авиационных объединений дала положительные результаты и существовала в течение всей Отечественной войны. Одновременно было признано целесообразным выделить соединения дальних бомбардировщиков и создать авиацию дальнего действия, подчиненную непосредственно Ставке ВГК.
В битве под Москвой и в операциях на других участках советско-германского фронта привлекались авиационные соединения РГК для усиления ВВС фронтов. Однако незначительное количество таких соединений и небольшой их численный состав не позволяли обеспечивать превосходства над авиацией противника, и поэтому приходилось для усиления ВВС фронтов привлекать авиационные соединения других видов авиации.
Опыт этой операции показал необходимость создания крупных авиационных резервов. Летом и осенью 1942 г. было сформировано десять истребительных, штурмовых и бомбардировочных авиационных корпусов РГК, что было одним из важнейших условий успешного выполнения задач Военно-воздушными силами.
