用游击战、备战化的方法进行工厂建设，低效率、高投资是可以想见的。
由于三线建设是计划经济下的产物，上马十分匆忙，规模非常庞大，加上政治动荡、管理混乱等原因，浪费和损失很惊人。据测算，在1966年到1978年的12年中，三线项目的损失、浪费及不能发挥效益的资金高达300亿元，占同期国家用于三线资金的18％以上。
日后，很多领导三线建设的高级官员都从不同角度进行过反思。
薄一波认为教训有四条，一，对战争的威胁估计过分；二，“散、山、洞”方针有严重的片面性；三，小三线也有很大的浪费——所谓小三线，指的是沿海一些省份也把重要工厂一分为二，往山沟沟里搬，造成生产经营的低效和浪费；四，积累率偏高，工业基建规模过大，使得积累和消费失调的矛盾进一步突出。
三线建设期间担任物资管理部部长的袁宝华在谈及工厂选址和布局时说：一些工厂的厂址选择不当，厂子的布局不当，把车间给分散了，都跑到山沟里边去了，造成生产上很大的困难。另外，工厂一进山，就得自己养活自己，自己为自己服务，一个厂子就是一个小社会，什么都得管，厂子的负担相当重，成本很高。改革开放以后，这些三线企业根本留不住人了，因为这些地方学校的质量不好，工程技术人员们讲，我无非献终身了，他不能再献子孙，无论如何得离开这个地方给孩子的教育找个出路，最后这些工厂大部分都从山里边又搬了出来。袁宝华还以二汽的选址为例说，“最典型的就是第二汽车厂的建设，把这个汽车厂的车间分散到几条山沟里，脑袋上又顶了一个水库（指丹江口水库），造成生产上的困难，这些流程都不那么很顺当，可是就当时来说，这是备战的需要。”
正如袁宝华所描述的，进入20世纪90年代中期以后，随着国家战略调整，大量的三线工厂被废弃，所有员工及家属全搬到离工厂近二百公里外的省会城市的生活区生活。2008年，一个曾经参加过三线建设的摄影师陈家刚出版了一本《永远的三线》摄影集，他用镜头摄下了一幢幢被废弃了的、尘雾缠绕中的三线厂房，他写道，“这些三线工厂地处大西南的深山沟里，当年国家投资几十亿元建设而成，有成千上万人在那工作和生活。所有的三线工厂都一样，有派出所、学校、医院、邮局，完全是一个完整的小社会。可后来，那里如同一座座鬼城，只有极少数老弱病残的职工在守着那破旧而废弃的厂房。那成排的生活区家属楼空无一人，楼前杂草从生，那些以前三线人栽种的苹果、梨树全无人管，任由它自生自灭。”
时任国家基本建设委员会主任的谷牧在《谷牧回忆录》中，记叙了这样一件事情：到1965年底，主管经济工作的中央领导们已经意识到三线建设的某些弊病，邓小平、李富春（时任国务院副总理兼计委主任）率队对几处重要建设基地进行了考察，12月4日在昆明召开讨论会，谷牧准备了详细的发言提纲，提出了几个供研讨的命题，包括，“一二线有什么工厂，三线也要有”这个要求如何具体落实？建设在三线的工厂要搞到多大规模？“靠山”靠到什么程度，“分散”分到什么程度？哪些项目要“进洞”？三线建设中的轻重工业比例如何掌握？职工家属如何安排，队伍如何保持稳定？等等。
谷牧回忆说，“我满心期望，这些问题经过讨论后，能得到明确指示，以便具体办理。哪里想到，会议只开了半天，下午就停开了。”停开的原因是，邓、李被紧急电召到杭州开中央政治局会议，国务院副总理、人民解放军总参谋长罗瑞卿大将突然被“打倒”了，政治空气变得紧张起来。回到北京后，谷牧去见李富春，说：“昆明那个会什么时候再接着开，有许多问题等待着解决呢！”李沉默片刻，慢慢的说：“这桩事可能一时顾不上了。”
后来的事实是，“这桩事”从此再也没有被顾上过。
在对三线建设进行历史性审视时，还有一个十分重要的对比现象值得关注。
自1964年以后，国家把大量资金投入于三线地区，从而基本放弃了对东南沿海诸省的投资。据谷牧的回忆，在1964年5月底的中央工作会议上就决定，“沿海能搬的项目都搬迁，两年内不能见效的续建项目一律缩小建设规模；对沿海增加建设投资的要求一律顶住。”从此以后，浙江、广东及福建作为“台海战争的前线地区”，再没有重大的工业建设项目。到1978年之前，这三个省份得到的中央工业投资总共不到100亿元，相比较，仅甘肃一省，在三线建设时期就得到了155.53亿元的投资。这造成的结果是，东南诸省的国有工业经济长期徘徊不前，国营管制能力薄弱，民间经济比例略重。
以浙江省为例，从1964年到1978年的十多年中，工业增加值年均增长率仅为1.8%，工业占国民收入的比重只上升了2.7个百分点，在工业总产值中，中央企业和大中型企业所占比重仅为2.6%和16%，比全国分别低了4.2和27.4个百分点，其产业结构呈现出“轻、小、集、加”（轻工