Paulus kuitenkin antautui heti ylentämistä seuraavana päivänä helmikuussa 1943 jäljelle jääneiden 90 000 miehen kanssa ja joutui sotavangiksi Neuvostoliittoon. Kuultuaan upseeriystäviensä Hoepnerin ja Witzlebenin teloituksista Paulus suostui toimimaan kansallissosialistisen hallinnon vastaisen propagandan äänitorvena ja Josif Stalinin perustaman "Vapaan Saksan liiton" johtajana vaatien saksalaisia kenraaleja vastustamaan Hitlerin määräyksiä. Sodanjälkeisissä Nürnbergin oikeudenkäynneissä hän toimi todistajana. Hänet vapautettiin 1952, minkä jälkeen hän siirtyi Saksan demokraattiseen tasavaltaan, jossa toimi muun muassa poliisitutkijana.