לאחר מבצע אורנוס, הדיוויזיה הועברה במהירות תחת פיקודה של ארמיית הפאנצר הרביעית במילרובו והייתה אמורה להשתתף במבצע סערת חורף - ניסיון לחלץ את הארמייה השישית המכותרת בסטלינגרד. ההתקפה נפתחה ב-12 בדצמבר, במקביל לדיוויזיית הפאנצר השישית ודיוויזיית הפאנצר ה-23, אולם נכשלה ולקראת סוף החודש נאלצו הגרמנים לבצע נסיגה. הדיוויזיה ספגה אבדות כבדות מאוד במהלך הקרב, ובין היתר איבדה 222 קצינים ו-388 מש"קים. הדיוויזיה המשיכה בנסיגה כלפי ראש-גשר על נהר הדון בעיר רוסטוב על הדון, אליה הגיעה בסוף ינואר. לאחר מכן תוגברה הדיוויזיה בטנקים נוספים, והשתתפה בהתקפות בין המיוס והסוורסקי דונץ. ב-27 בפברואר הדיוויזיה צומצמה לכדי פחות מ-2,000 איש, 6 טנקים ועשרה תותחים נגד טנקים. עד סוף אפריל הייתה הדיוויזיה מעורבת בקרבות טנקים ליד בלגורוד.