У марту 1942, Рокосовски је тешко повређен након експлозије гранате. Провео је два месеца у болници у Москви, а затим је премештен на Бријански фронт како би поново преузео команду над 16. армијом. Командовао је десним крилом совјетских снага док су се оне повлачиле пред Немцима ка Дону и Стаљинграду у лето 1942. Током битке за Стаљинград, Рокосовски је командовао Донским фронтом и водио је северно крило совјетског контранапада у коме је опкољена Паулусова 6. армија, и извојевана одлучујућа победа на Источном фронту.