نبرد استالینگراد دوران مشکل دیگری در زندگی واسیلوسکی بود. با ژوکف به جبههٔ استالینگراد فرستاده شد، او سعی کرد دفاع استالینگراد را با پیوندهای رادیویی که به‌طور منقطع فرستاده می‌شد، به بهترین صورت هماهنگی کند. در ۱۲ سپتامبر سال ۱۹۴۲ میلادی، در حین ملاقات با استالین، واسیلوسکی و ژوکف طرح خود را برای ضد حملهٔ استالینگراد بعد از بحث و بررسی در طول شب نشان دادند.