A háború igazi fordulatának vált részesévé a sztálingrádi és a kurszki csata révén. A Sztálingrádnál körülzárt német és szövetséges erők felszabadítására indított német Wintergewitter - Téli vihar fedőnevű páncélostámadást az általa, mint a 2. Gárdahadsereg parancsnoka, vezetett egységek akadályozták meg. A hadműveletek eredményeképpen a Sztálingrádnál kelepcébe zárt német csapatoknak nem maradt további esélyük a kiszabadulásra. Hitler, még utolsó próbálkozásképpen az ellenállás fenntartására, vezértábornaggyá () léptette elő Paulus tábornokot. Ő ennek ellenére megadta magát, és így megakadályozta a további értelmetlen vérengzést. (→Sztálingrádi csata) Malinovszkijt előléptették és kitüntették a Szuvorov-renddel. Itt ismerkedett meg és létesített szoros kapcsolatot a később politikai karrierjét is egyengető Nyikita Szergejevics Hruscsovval, aki ekkor tagja volt a front katonai tanácsának.