Serangan Doolittle dipandang oleh para sejarawan sebagai kemenangan besar pembangunan moral bagi Amerika Serikat. Meskipun kerusakan yang terjadi pada industri perang Jepang kecil, serangan itu menunjukkan kepada Jepang bahwa tanah air mereka rentan terhadap serangan udara, dan memaksa mereka untuk menarik beberapa unit tempur garis depan dari zona perang Pasifik untuk pertahanan tanah air. Lebih penting lagi, para komandan Jepang menganggap serangan itu sangat memalukan, dan upaya mereka untuk menutup celah yang dirasakan dalam batas pertahanan Pasifik mereka mengarah langsung ke kemenangan Amerika yang menentukan di Pertempuran Midway pada Juni 1942.