Später war die 23. PD im Dezember 1942 am vergeblichen Versuch, die eingekesselte 6. Armee in Stalingrad im Unternehmen Wintergewitter zu befreien, beteiligt. Der Entsatzangriff auf Stalingrad wurde abgeschlagen. 1943 musste sich die 23. PD bei Proletarskaja südöstlich von Rostow zurückziehen. 1943 wurde sie vor allem um den Hauptbahnhof von Rostow in schwere Abwehrkämpfe verwickelt und musste die Stadt gegen die vorrückende Rote Armee aufgeben. Die Absetzbewegung verlief auf die Miusstellung bei Alekssejewka und Demidowka, dort wurde sie abgelöst und musste in Makejewka aufgefrischt werden. Der Rückzug führte schrittweise durch die Ukraine von Dnepropetrowsk, Krementschug bis Kriwoi Rog. Im Sommer 1944 zog sie sich angesichts des erfolgreichen Vormarsches des Roten Armee und der Kesselschlacht am Pruth und bei Jassy zunächst nach Polen und dann zur Margarethen-Stellung in Ungarn zurück. Dort nahm sie im Rahmen der Plattenseeoffensive am Unternehmen Frühlingserwachen teil und zog sich nach deren Scheitern kämpfend nach Österreich zurück, wo sie bei Kriegsende in westalliierte Gefangenschaft ging.