该计划是在城市内阻击德军的进攻，然后攻击过度延伸及薄弱的德军侧翼和包围在史达林格勒内的德军。在准备进攻期间，苏联元帅朱可夫本人到达前线，对于苏联的高级将领来说是十分罕见。行动的代号是天王星，这与进攻中央集团军的火星行动同时实施，该计划与朱可夫于三年前在诺门罕取得之胜利相似，当时他对日军第23师团发动一个钳形攻势及将其击溃。朱可夫及华西列夫斯基是被授与苏联英雄称号的将军。11月19日，红军实施天王星行动，由尼古拉·费多罗维奇·瓦图京指挥的苏军进攻部队包括三个足额的军团，第1亲卫军团、第5坦克军团及第21军