Vuonna 1942 Žukov nimettiin varapuolustusministeriksi ja Stalin yksityiseen päämajaan (STAVKA). Myöhään syksyllä Žukov lähetettiin lounaisrintamalle vastuualueenaan Stalingradin puolustus. Hän johti operaatiota, joka saarsi ja tuhosi Saksan 6. armeijan Stalingradiin tammikuussa 1943. Pian hän sai Neuvostoliiton marsalkan arvonimen, ensimmäisen sodassa myönnetyn. Stalin moitti kuitenkin Žukovia kunnian viemisestä Stalingradin voitosta, koska joukkojen keruu vastahyökkäystä varten ja sen suunnittelu oli aloitettu jo talvella 1942.