斯大林格勒战役

背景

1941年6月22日德國發動巴巴羅薩行動入侵蘇聯，通過閃電戰快速地佔領了後者大片的領土。蘇軍在經過夏秋兩季數次戰敗後，於12月的莫斯科進攻戰役發動反攻，成功將德軍自莫斯科外圍擊退，解除其對首都的威脅，獲得了蘇德戰爭以來的重大勝利。在1942年春天，德軍將戰線穩固在大約由北面的列寧格勒至南面的頓河畔羅斯托夫之間，但是因紅軍自1942年1月8日以來發動了7次規模不等的進攻戰役而形成了突出部，尤其是在1942年1月8日－1943年3月22日的熱澤夫－瑟切夫卡－維亞濟馬一線的戰鬥，但是並未對德軍造成任何威脅，遙遠的南線雖然塞瓦斯托波爾及刻赤半島小部份地區仍在蘇軍控制之下，但是德軍仍佔領了大部分的烏克蘭及克里米亞的地區。
德軍認為，若冬季天氣無法發揮影響力時，靠其本身機動力可擊敗蘇軍。然而中央集團軍遭受此次慘敗，有65%的步兵沒有經歷過1941年12月的莫斯科進攻戰役，反而是到後方進行重新整備。相較之下，北方及南方集團軍在1941年整個冬季中並沒有受到特別巨大的損失。

戰役初期

對於德軍的進攻蘇軍已作準備，利用船隻渡過以對全城補給糧食、牛和鐵路機車車輛，這樣令蘇軍在德軍攻擊開始前暫時解決城市內糧食短缺的問題。一些工廠仍在生產，特別是其中一間生產T-34戰車。在德意志國防軍到達前，德國空軍已轟炸伏爾加河，特別是切斷進入該市之補給路線，令蘇軍船隻不能使用，從7月25日至7月31日，32艘蘇軍船隻被擊沉，另外9艘被迫報廢。
該戰役是在由沃爾弗拉姆·馮·里希特霍芬男爵指揮的德國空軍第4航空隊對該市進行的猛烈轟炸中展開，該航空隊在1942年夏季及秋季時是全世界最強大的航空隊。數以千噸計的炸彈傾瀉入市內，該市很快就變成一片廢墟，然而城市中的一些工廠仍在繼續生產而且同時廠內的工人也參加了戰鬥。克羅埃西亞第369加強步兵師是唯一的非德國單位被德意志國防軍選擇在攻擊行動中進入史達林格勒城內進行戰鬥。
為了防禦，史達林倉皇地派出所有可用之部隊到伏爾加河東岸，其中一些來自遙遠的西伯利亞，所有正式的渡輪很快即被德國空軍炸毀，因此這些部隊需要乘坐駁船緩慢地用拖船拖過河。史達林又禁止居民從該市撤走，因他相信居民的存在會鼓勵守軍進行更頑強的抵抗，包括婦女及兒童的居民都被組織派往修築戰壕及防禦工事。德軍在8月23日的一次大規模戰略轟炸導致一場火災旋風造成數千人的死亡並將史達林格勒市區內一大片城區燒成殘垣斷壁的廢墟。在捷爾任斯基區，百分之九十的住宅被破壞。從8月23日至8月26日間，蘇軍的報告指出轟炸共導致955人死亡及1,181人受傷。而40,000人傷亡的數字則是被誇大了。8月25日後，蘇軍沒有記錄因轟炸而造成平民及軍事上的傷亡數字。
蘇聯空軍在史達林格勒部署的部隊被德國空軍驅散，從8月23日至8月31日間該部隊在緊密作戰區域就損失了201架戰機。雖然在8月份得到100餘架的補充，但其仍然只有192架可供使用的飛機，其中只有57架是戰鬥機。即使蘇軍在9月底對史達林格勒持續投入空軍增援，但是持續受到巨大的損失。德國空軍完全掌握了該空域的制空權。不過由於蘇聯在1941年就進行了工業搬遷，蘇聯的飛機生產數字到了1942年下半年已達到15,800架，這能確保保留足夠兵力及建立預備隊，並最終在後期階段在數量上超越德國空軍。
最初史達林格勒的防守重任落在第1077防空團身上，該團主要由年輕女性自願者組成，她們沒有受過射擊地面目標的訓練。雖然如此，沒有其它蘇軍單位增援下，該團仍堅守防禦陣地並攻擊前來的德軍戰車，德軍第16裝甲師報告曾與第1077團的高射炮兵交戰直至37門高射炮盡數被擊毀或停止抵抗。通過作戰，第16裝甲師亦發現因蘇軍兵力短缺，他們已經與一些女性士兵交戰。在史達林格勒防禦戰開始時，蘇軍廣泛地依賴工人民兵即沒有直接參與軍工生產的武裝工人進行戰鬥。有時候，戰車剛剛從生產線下來就由工廠的工人駕駛駛至前線。很多時候這樣的戰車因為沒有迷彩塗裝而成為最直接的攻擊目標。
至8月底，南方B集團軍最終到達位於史達林格勒北面的伏爾加河，接著他們就向河南面的另一邊發動進攻。9月1日，蘇軍不得不冒著被德軍炮擊和轟炸的危險橫渡伏爾加河，以對史達林格勒城內的守軍進行增援及補給。
9月5日，蘇聯第24及第66軍團對德國第14裝甲軍發起大規模反攻，而德國空軍則對蘇軍炮兵據點及防線實施大規模轟炸以幫助德軍地面部隊擊退蘇軍的這次攻擊。由於空襲，蘇軍在發動反攻數小時後就被迫在中午撤退。參與此次進攻的120輛蘇軍戰車中，有30輛被德空軍炸毀。
蘇軍的行動持續受到德國空軍的干擾，9月18日蘇聯第1親衛軍團及第24軍團在科特魯班對德國第8軍實施反攻期間，德國空軍第8航空軍派遣一波又一波的斯圖卡俯衝轟炸機以阻止蘇軍突破該戰線。蘇軍的攻勢最終落敗。事後，第8航空軍報告斯圖卡俯衝轟炸機在這天早上擊毀了106輛戰車中的41輛，同時Bf 109戰鬥機也擊落了77架蘇軍飛機。
為了守衛這座滿目瘡痍的城市，蘇聯第62和第64軍團包括蘇軍第13親衛步槍師在居民樓及工廠中建立了了依託據點的防線。雙方在廢墟般的城市中進行著激烈而絕望的戰鬥。第13親衛步槍師由亞歷山大·羅迪姆釆夫陸軍少將指揮，他因該戰役的英勇表現，其兩次蘇聯英雄稱號之一就是來源於該戰役。此時，在這個戰場上，一名新到作戰的蘇軍士兵平均生存時間已少於24小時而一名蘇軍軍官不多於3天。史達林在1942年7月27日發出的第227號命令指出所有指揮官未經授權而擅自撤退將交付軍事法庭審判，「「不能後退一步」」和「史達林格勒後已沒有土地」成為了戰地口號。正因蘇聯人的頑抗，德軍向史達林格勒城內推進時亦付出了巨大的代價。
德軍的軍事教條是基於協同作戰及戰車、步兵、工兵、火炮及攻擊機互相配合作戰。有鑑於此，為了進行有效反擊，蘇軍指揮官採用前線部隊盡可能與德軍近身距離作戰的戰術；崔可夫稱這是緊抱德軍。這迫使德軍只能各自為戰或面對被友軍誤傷的危險；這樣令德軍減少空中及炮火支援。蘇軍明白在史達林格勒，最好的防禦是把他們的防線放在許多可監察具有重要戰略意義的街道和廣場的建築物裹，這種戰略令蘇軍可盡量長時間在所有地段堅守，因此他們把多層樓宇、工廠、倉庫、街角住宅及辦公樓轉變為布滿機槍、反戰車步槍、迫擊砲、地雷、鐵絲網、狙擊手及擁有5-10名衝鋒槍槍手和擲彈兵為一單位之小組擁有以準備進行逐屋戰鬥，激烈的戰鬥在每一個廢墟、街道、工廠、住宅、地下室及樓梯間進行，德軍稱這種看不見的城鎮戰為老鼠戰爭（"Rattenkrieg"），「可笑地攻佔了廚房，但仍然在爭奪客廳」（wir haben einen anderen Krieg, zum des lebenden Raumes herunterzunehmen, sogar, das wir bereits die Küche besetzten.）。在這種絕望的混亂中，所有戰線均消失，習慣了進行機動作戰的德軍士兵被迫投入艱苦而快速的戰鬥，包括通過炸毀的居民區、辦公區、地下室和公寓高樓大廈前進。在一些高的建築物中，屋頂被早些時候德國空軍的轟炸炸穿，因此可從屋頂的破洞中看到逐層及近距離戰鬥，蘇軍與德軍在同一樓層上，蘇軍在一邊，德軍在另一邊，雙方通過破洞互相射擊。
馬馬耶夫崗是該市最高的地點，這裏的戰鬥特別無情，而且該據點多次易手。到9月12日，蘇聯第62軍團只剩下90輛戰車、700門迫擊砲及大約20,000名士兵。
蘇聯紅軍第13親衛步兵師在9月13日被授與收復馬馬耶夫崗及一號火車站的任務，因而遭到了巨大的損失，其士兵布超過百分之三十在戰鬥的頭24小時內便陣亡了及在整個戰役中全師原本10,000人只有320人存活下來。以上兩個目標均達到，但只是臨時性的，火車站在6個小時內14度易手，在之後的晚上，第13親衛步槍師便消失了，但該師士兵亦殺死了差不多同樣數量的德軍士兵。戰鬥在巨大的糧倉附近持續了數週，雖然經過激烈的戰鬥，當德軍最後攻佔該處時，發現蘇軍只有40人死亡，蘇軍在撤退前焚燒了堆放在這裏的糧食。在城市的其它地區，一個排的蘇軍在雅科·巴甫洛夫的指揮下把一座可俯瞰市中心一個廣場的大廈變成堅不可摧的堡壘，後來被稱為巴甫洛夫大樓，這裏凡有士兵被地雷區包圍著，他們便在窗戶建立機關槍及把地下室之間的牆壁打通以建立更好的通訊聯繫，士兵們發現，約10名平民躲藏在地下室裏，因而把他們武裝起來，並迫使他們參加戰鬥，他們沒有被換防及在隨後兩個月都沒有得到增援。在該戰役後，崔可夫開玩笑地說為了試圖攻佔巴甫洛夫大樓而陣亡的德軍人數比攻佔巴黎時的陣亡人數還多。根據比弗的資料，在第二個月的每一波攻擊中，在德國多次並持續攻擊該建築物，蘇軍將之擊退及清理德軍成堆的屍體，以清除妨礙機關槍和反戰車砲手俯瞰廣場的視線，該大樓在德軍地圖被稱為要塞（"Festung"）。巴甫洛夫中士因為其英勇行動而被授與蘇聯英雄稱號。
由於戰鬥沒有結束的跡象，德軍開始調動轉移重型火砲進入市區，包括巨大的800毫米鐵道炮，暱稱朵拉。但沒有嘗試派部隊跨越伏爾加河，從而使蘇聯能在東岸建立了大量的砲兵陣地，這些大砲連續轟擊德軍的陣地，同時蘇軍守軍則將轟擊所造成的廢墟變成防禦陣地。德軍戰車在高達8米高的廢墟中變得毫無用處，當它們能各前推進時，就成為在破爛建築物中的蘇軍反戰車炮的攻擊目標。
蘇聯狙擊手亦成功地利用廢墟對德軍造成巨大傷亡，最成功及最出名的是瓦西里·柴契夫，他在戰役中殺死了242名敵軍及總計超過300人；他打死了一個極可能是虛構的德軍王牌狙擊手，著名的歐文·柯尼希（海恩茲·托爾伐特）。柴契夫以及他超過30名狙擊手學校訓練出的學生共殺死了超過3,000名德軍士兵。柴契夫使用的是一支標準的莫辛-納甘步槍及PTRD-41 14.5毫米反戰車步槍，當不在窗戶時用於射擊躲在牆後的德軍：重型的14.5毫米子彈能穿透磚牆。柴契夫因為該戰役而被授與蘇聯英雄稱號。
無論是對於史達林和希特勒，史達林格勒變成了威望的象徵及超過其實際的戰略意義，蘇聯命令將紅軍的戰略預備隊從莫斯科地區調往伏爾加河下游，並從整個國家調集飛機前往的史達林格勒地區。
雙方的軍事指揮官是非常緊張：包路斯的眼睛出現無法控制的抽筋，最終傷害了他的左臉；而崔可夫則出現濕疹，他的手被完全包紮。雙方部隊面臨極費氣力的近身距離作戰。
為粉碎蘇軍的抵抗，德國空軍第4航空隊的斯圖卡俯衝轟炸機在10月5日飛行700架次對在捷爾任斯基拖拉機廠內之蘇聯陣地進行轟炸，一些蘇軍步兵團被消滅；而整個蘇軍第339步兵團的士兵在翌日早上的空襲中被殺死。
在10月中旬，德國空軍加緊對在西岸餘的紅軍陣地進行轟炸。到這時，蘇聯空軍的抵抗已不再有效，德國空軍第4航空隊在10月14日飛行2,000架次及投下600噸炸彈，同時德軍步兵對在北部的三座工廠進行包圍。斯圖卡俯衝轟炸機第1、第2及第77中隊已令在伏爾加河東岸的蘇軍炮兵靜止，之後攻擊試圖對日益收縮的蘇軍包圍圈進行補給增援的船隻。第62軍團已被切成兩半，及由於對其供應船隻的密集轟炸而陷於崩潰。
面對蘇軍在伏爾加河僅有1,000-碼（910-公尺）長的陣地，超過1,208架次的斯圖卡俯衝轟炸機飛臨上空以消滅他們，雖然面對猛烈的空襲（史達林格勒所面對的轟炸比在色當及塞瓦斯托波爾的更猛烈），蘇聯第62軍團仍然有47,000人及19輛戰車在西岸抗擊德國第6軍團及第4裝甲軍團。
德國空軍到11月初仍保持制空權及蘇聯空軍在日間完全不存在的，但在進行了20,000架次的飛行後，原本1,600架可用的起飛機已降至950架，其中原本480架轟炸機只剩下232架，雖然相對蘇聯空軍來說在數量上仍然佔有優勢及擁有在東線的德國空軍百分之八十的兵力，第4航空隊未能阻止日益增強的蘇聯空軍力量。到反攻階段時，蘇聯空軍的兵力更超過第4航空隊。
蘇聯的轟炸機部隊在過去18個月當中已付出沉重的損失，因而只能在晚間行動，蘇軍從7月17日至11月19日期間於晚間在史達林格勒及頓河河套地區飛行了11,317架次，這些空襲只做成了有限的破壞及僅有滋擾性的價值。
德國空軍的情況變得日益困難，11月8日，大量第4航空隊的單位被撤出以應付盟軍在北非的登陸，德國空軍的力量被分散至整個歐洲及未能保持在蘇德戰線的南部其它地區的力量。
經過三個月的殺戮和緩慢而昂貴的推進後，德軍最終到達河岸、攻佔百分之九十已破爛的市區及將殘存的蘇軍切成兩半。伏爾加河上的結冰阻止船隻及拖船對守軍進行補給。然而，戰鬥，特別是在馬馬耶夫崗的斜坡上和市內北部地區的工廠區，仍然激烈如昔。在紅色十月鋼鐵廠、捷爾任斯基拖拉機廠及巴里卡迪兵工廠已變成舉世聞名，當蘇軍防守這些工廠時，工廠工人在接近戰場的地方甚至有時在戰場中修理戰車及武器，這些平民有時也自告奮勇的駕駛戰車，以取代陣亡和受傷的士兵，雖然他們沒有接受過戰鬥訓練。

蘇軍的反攻

認識到德國軍隊正準備在冬季的進攻行動，並將大部分兵力調到東部戰線南面的其它他區，蘇聯最高統帥部決定進行了一系列的進攻行動。
根據戰後的歷史，這時候是戰爭關鍵性的時期，蘇德戰爭第二階段（1942年11月19日- 1943年12月31日）開始了，1942年-1943年的冬季攻勢（1942年11月19日 - 1943年3月3日）隨著這些攻勢行動而展開，蘇聯紅軍在數條戰線上共有15個軍團參與行動。

德軍薄弱的防禦

德軍對史達林格勒採取的進攻因紅軍的頑強抵抗和當地的天氣情況而停止，蘇聯的在1942年11月19日—11月22日的天王星行動的反攻計劃是使用欺騙性的措施，最終圍困和摧毀在市內的第6軍團和其它軸心國部隊，成為第二次世界大戰中德軍最大規模的敗戰。
在圍困期間，德軍和負責保護B集團軍側翼的同盟之義大利、匈牙利和羅馬尼亞軍隊已敦促其總部提供增援，匈牙利第2軍團，包括很多缺乏裝備及訓練的單位，被授與防守位於史達林格勒以北在義大利軍與沃羅涅日之間長達200公里之防線，這導致了防線過於薄弱，有些地區中每1–2公里才有一個單獨的排防守，而蘇軍在河之西岸有數個橋頭堡及對B集團軍帶來嚴重威脅。
同樣，在史達林格勒以南地區，科捷利尼科沃西南只由羅馬尼亞第7軍及一個單獨的德軍第16摩托化步兵師防守。
但是，希特勒非常聚焦於城市本身以致向側翼增援的要求被拒絕，國防軍陸軍總司令部首長弗朗茲·哈爾德表示關注希特勒在城市的當前任務，並指出如果薄弱的德軍兩翼沒有糾正，'將是一場災難'，希特勒對哈爾德說：「史達林格勒將一定被佔領及被削弱的兩翼將由國家社會主義熱情者防守，顯然我對你不能這樣指望。」在10月中他被庫爾特·蔡茨勒代替。

天王星行動：蘇軍攻勢

在秋季蘇聯將領亞歷山大·華西列夫斯基及格奧爾吉·朱可夫負責制訂在史達林格勒地區的戰略計劃，將大量蘇軍集中至該城南北面的空曠地帶。德軍之北翼特別危險原因是由相對於德軍來說缺乏訓練、裝備及士氣的義大利、匈牙利及羅馬尼亞軍負責守衛，這個弱點被蘇軍發現，因而盡量攻擊非德國部隊，正如英軍在北非攻擊義大利軍而非德軍一樣。該計劃是在城市內阻擊德軍的進攻，然後攻擊過度延伸及薄弱的德軍側翼和包圍在史達林格勒內的德軍。在準備進攻期間，蘇聯元帥朱可夫本人到達前線，對於蘇聯的高級將領來說是十分罕見。行動的代號是天王星，這與進攻中央集團軍的火星行動同時實施，該計劃與朱可夫於三年前在諾門罕取得之勝利相似，當時他對日軍第23師團發動一個鉗形攻勢及將其擊潰。朱可夫及華西列夫斯基是被授與蘇聯英雄稱號的將軍。
11月19日，紅軍實施天王星行動，由尼古拉·費多羅維奇·瓦圖京指揮的蘇軍進攻部隊包括三個足額的軍團，第1親衛軍團、第5戰車軍團及第21軍團，共有18個步兵師、8個戰車旅、2個機械化旅、6個騎兵旅及1個反戰車旅。這個進攻的準備被羅馬尼亞人發現，他們要求增援但被拒絕。防線薄弱、兵員短缺及裝備低劣的羅馬尼亞第3軍團被擊潰。11月20日，第二個蘇軍攻勢（共兩個軍團）在史達林格勒南面實施，以攻擊防守該地的羅馬尼亞第4軍團。只是由步兵組成的羅馬尼亞軍幾乎立即崩潰，蘇軍在一個鉗形攻勢中向西前進及於兩天後的11月22日在喀拉蚩附近會師，在史達林格勒附近圍成一個鐵環，當時並沒有將這一幕拍成電影；後來蘇軍於有一套宣傳影片中重演這一情景，得到全世界的讚譽。

德國陸軍第6軍團被包圍

因為蘇軍在1942年11月19日—11月22日的天王星行動，大約265,000名德國及羅馬尼亞士兵、克羅埃西亞第369加強步兵團及其它志願附屬部隊，包括4萬的蘇聯志願者部隊發現自己被包圍在一個口袋中，在包圍圈中同時還有依然存活的蘇聯平民—大約10,000人，及數千名在戰役中被德軍俘虜的蘇聯戰俘。根據1942年11月19日是第6軍團共20個師（平均每師兵力為9,000人）和100營級單位，德軍在包圍圈中的兵力大約210,000人。在口袋裡（德語：凱塞爾，字面意思是「大鍋」），也有大約10,000名蘇聯平民和幾千名被德軍俘虜的蘇聯士兵。並不是所有隸屬第6軍團的德國士兵被圍困；有50,000人沒有被包圍在口袋內。這些大多屬於在義大利和羅馬尼亞軍隊、屬於第6軍團的另外2個師：第62和第298狙擊師。在這210,000名德軍士兵中，10,000人仍在繼續戰鬥、105,000人投降，35,000人被空運撤離、其餘60,000人死亡，大部份是在被蘇軍包圍11周期間陣亡或在戰役結束時無法投降而自殺的。包圍的蘇聯紅軍立即組成2條防衛線：1條內對壘線面向裡面，以阻止所有突圍的嘗試，及另1條外對壘線，以防止任何救援行動。
阿道夫·希特勒於9月30日發表公開演說（在柏林體育館時）表示沒有任何力量可以將德軍從這個城市趕走。在蘇軍完成包圍後的1次簡短會議上，德軍高層建議立即向頓河以西突圍來建立新的戰線，但當時希特勒正與德國空軍總司令戈林一同在巴伐利亞上薩爾茨堡山上貝希特斯加登別墅，當希特勒問問題時，戈林在被漢斯·耶匈尼克說服後，回答德國空軍能建立空中橋樑為第6軍團進行補給，這令在城中的德軍於救援部隊尚在集結時可以繼續戰鬥。
類似的計劃在一年前於德米楊斯克包圍戰中曾獲得成功，儘管規模要小得多：在德米楊斯克的是一個軍而不是整個軍團；還有蘇軍戰鬥部隊在過去一年無論在素質及數量均有很大的改善，但是當提到在德米楊斯克成功的空運作戰令希特勒加強其個人想法及在之後數年被赫爾曼·戈林贊同。
德意志國防軍空軍第4航空隊（Luftflotte 4）司令沃爾弗拉姆·馮·里希特霍芬曾嘗試推翻這個決定但不成功。第6軍團是當時全世界規模最大的軍團級單位及比一般德國軍團大兩倍，還有第4裝甲軍團的一個軍被圍，這些部隊將必須由空運進行補給，可以顯而易見對包圍圈進行空運是不可能的–最高的106.6噸日運輸量是遠低於每日最少800噸的需要數字。為補充數量有限的Ju 52運輸機，德國人利用一些不足以擔任運輸機角色的飛機，例如He 177轟炸機（一些轟炸機可足夠擔任該任務– He 111轟炸機被證明可擔任運輸機角色及在速度上比Ju 52更快），但希特勒支持戈林的計劃及向被圍部隊發出不準投降的命令。
空運補給的計劃失敗，惡劣的天氣情況、技術上的失敗、蘇軍高射炮的強大火力和戰鬥機的攔截導致德軍損失488架飛機。德國空軍甚至未能達到每天供應117噸的供應量，平均每日只有85噸補給物資被運到被圍的德軍手中。最成功的一天，12月19日154個航班，交付了289短噸（262噸）的物資；補給物資有時甚至沒有什麼用處：一架飛機運來20噸伏特加及夏季軍服，另一個是黑胡椒和馬玉蘭。安全降落的運輸飛機被用來從包圍圈撤離技術專家和生病或受傷的士兵（共有約42,000人被撤走）。第6軍團慢慢地餓死，飛行員十分震驚地發現部隊因過於疲憊及飢餓而沒有能力卸下補給品，蔡茨勒將軍因看見在史達林格勒部隊的困境而感動，開始限制自己每日的口糧餐次，幾週後這種飲食次數令他變得非常憔悴，後來在希特勒惱怒的親自命令下，才再開始吃正常的飲食次數。
組織空運的代價是巨大的，共損失了266架Ju 52運輸機，佔蘇德戰線上總數的三分之一，空運中亦損失了165架He 111轟炸機，其它損失包括42架Ju 86轟炸機、9架Fw 200"禿鷹"、5架He 177轟炸機及1架Ju 290飛機。德國空軍亦失去了1,000名經驗豐富的轟炸機機組人員。
德國空軍如此沉重的損失，令第4航空艦隊的4個空運單位（KGrzbV 700、KGrzbV 900、I./KGrzbV 1及II./KGzbV 1）被解散。

土星行動

蘇聯部隊為集中他們在史達林格勒周圍的部隊及開始進行激烈的戰鬥以縮小包圍圈。12月12日發動的冬季風暴行動是一次德軍嘗試從南方救援被圍的部隊的行動，在12月23日被蘇軍成功地瓦解了。惡劣的俄羅斯冬季的影響浮現，伏爾加河河面結冰，令蘇軍更容易進行補給，被圍的德軍迅速的消耗了取暖燃料和醫療用品，數千士兵因凍傷、營養不良和疾病而死去。
12月16日，蘇軍實施第二次進攻，即土星行動，這行動是嘗試突破軸心國在頓河的防線及攻佔頓河畔羅斯托夫，如果成功，這一攻勢將圍困在高加索地區的其餘南方集團軍，即整個在俄羅斯德國軍隊的三分之一，德軍建立了機動防禦以小量單位防守城鎮直至支援的裝甲部隊到達。15個師的蘇軍聯在最少100輛戰車的支援下從馬蒙的橋頭堡出發，攻擊義大利的科塞里亞及拉文納師，雖然處於1對9的劣勢，義大利軍一直抵抗至12月19日才因駐蘇義大利軍總司令部下令下才撤走。而蘇軍未曾接近頓河畔羅斯托夫，但戰事卻迫使馮·曼施坦因從高加索撤出A集團軍及重建由史達林格勒向西延伸長達250公里的戰線。而塔特辛斯卡亞的突擊行動亦導致德國空軍損失了數量可觀的運輸機。
第6軍團現在已沒有希望獲得任何的援助，在史達林格勒的德軍沒有被告知這一點，相反，並繼續認為增援正在途中。一些德軍軍官要求包路斯違抗希特勒的命令，不再堅守及嘗試突破在史達林格勒的包圍圈，包路斯拒絕，因為他憎惡不服從命令的想法。而且，儘管在頭幾個星期利用機械化部隊實施突圍是有可能，但第6軍團現在缺乏汽油及德軍士兵在惡劣的俄羅斯冬季下徒步突破蘇軍戰線將是非常困難的。

蘇軍獲勝

在包圍圈中的德軍從史達林格勒的郊外住宅區撤入市內。於1月16日在皮托尼克及1月25日或1月21日晚至1月22日在古姆拉克兩個飛機場的失陷，導致德空運補給及撤出傷兵的行動終結。第3個也是最後1個可使用的跑道是在史達林格勒飛行學校，在這裡最後1次降落及失陷是在1月22日晚上至1月23日，在1月23日拂曉後，除空投彈藥和食物外再沒有更多關於起降的報導直到戰役結束。
德軍現在不但陷於飢餓中，而且缺乏彈藥。但是他們繼續頑抗，部分原因是因為他們認為蘇軍將處死任何投降的人，特別是所謂的志願助理人員，他們是協助德軍作戰的蘇聯公民，他們在被俘時已經對自己的命運不抱任何幻想。蘇軍最初對被圍的德軍人數感到意外，因此對包圍部隊實施增援。血腥的城市戰在史達林格勒再次展開，但這一次是德軍被迫向伏爾加河岸邊，他們在工廠區建立防禦工事及蘇軍幾乎遇到他們在1個多月自己做出，同樣咬牙切指般兇猛的抵抗，德軍在窗口上使用一項簡單的固定導線網保護自己免受手榴彈攻擊，蘇軍的回應是將手榴彈固定在魚勾上使手榴彈被拋出時勾在導線網上。德軍現在於城內沒有可使用的戰車，這些戰車現在被當作固定大炮使用以發揮最大效用，蘇軍沒有在這些地區使用戰車，因為廢墟般的市區影響它們的機動性。1名蘇軍特使在1月24日向包路斯提出優厚的投降條款：如果他在24小時內投降，他將得到蘇軍提出保障所有戰俘的安全、對所有傷病員作出醫治、所有戰俘均可保留個人物品、提供正常的口糧及在戰爭結束後遣返他們希望到達任何國家的保證——但是包路斯，因希特勒「不得投降」的命令，而沒有回應，直接導致第6軍團的毀滅。
1943年1月30日，是希特勒獲得權力10週年紀念，希特勒希望包路斯會戰鬥到死或自殺，所以他晉升包路斯為德國陸軍元帥，因為德國歷史上沒有任何元帥成為戰俘，但是當蘇軍於翌日接近他設在已成廢墟的百貨商場內的司令部時，包路斯投降，在史達林格勒北部剩下的軸心國軍隊於1943年2月2日投降；91,000名勞累、染病及饑餓的士兵被俘虜，包括3,000名羅馬尼亞士兵，他們來自羅馬尼亞第20步兵師、第1騎兵師及沃伊上校支隊。令蘇軍驚喜及納粹德國失望的是，俘虜中包括22名將軍，希特勒對他的將軍們極為憤怒地說道：「包路斯本來可以擺脫所有的痛苦並保有不朽的榮譽，但他寧願到莫斯科去！」
直至1943年1月底，德國傳媒都不公布災難的任何消息，雖然正面的媒體報導已經在數星期前終止。史達林格勒標誌著納粹德國政府首次承認其武裝力量在戰爭中失敗；這不是德國軍事第一次遭到重大挫折，但在史達林格勒的慘敗在規模上以至是戰略意義上均是德國歷史上從未有過和無與倫比的。1月31日，德國國家電台正常的廣播節目被以播放由安東·布魯克納所作憂鬱慢版的第7交響曲代替，之後再宣布在史達林格勒戰敗的消息。
1943年2月18日，納粹德國宣傳部長約瑟夫·戈培爾在柏林發表其著名的體育宮講話，是德國首次有領導人承認，德國面臨了前所未有的重大危機，並且鼓勵德國人接受總體戰的理念，動員全國人口的所有資源及力量戰鬥到底。
根據德國紀錄片「史達林格勒」指出，超過11,064名士兵在1943年1月31日正式投降時拒絕放下武器投降，大概他們認為因戰鬥而陣亡是優於在蘇軍集中營緩慢地死去。他們躲藏在地下室和下水道繼續抵制，但在1943年3月初，剩餘的小型部隊和孤立的包圍圈內的部隊亦投降。根據前蘇聯的情報文件中顯示，在這時期共有2,418人被打死及8,646人被俘。

傷亡數字

史達林格勒以慘烈著稱，一名德軍士兵指出他們一天損失約2,000名士兵。學者估計軸心國聯軍（德軍以及其盟友）約傷亡841,000人（死亡、受傷或被俘），其中德國陣亡200,000—240,000人、受傷500,000人，被俘110,000人，羅馬尼亞陣亡、受傷、被俘120,000人、匈牙利陣亡、受傷、被俘120,000人，義大利陣亡、受傷、被俘120,000人。在史達林格勒戰役中有110,000名德軍士兵被俘，在去戰俘營的死亡行軍中75000人在三個月內死亡。所有戰俘當中只有大約5,000人能在集中營存活下來，倖存的絕大部分在1955年被釋放回到德國。德國戰俘被分配到在蘇聯的各個勞動營中，在這裡他們很多都因疾病（特別是斑疹傷寒）、寒冷、過度勞動、虐待及營養不良而死去，一部份戰俘則被留下來重建城市。在1943年3月就有40,000名德國戰俘被埋葬在萬人坑中，蘇方聲稱他們均是受斑疹傷寒感染而死亡的。少數高級官員被帶到莫斯科，並用於宣傳目的，其中有些人加入自由德國全國委員會。有些人，包括弗雷德里希·馮·包路斯，簽署了反希特勒宣言，該宣言向德國軍隊發表。包路斯一直住在蘇聯直到1952年，然後被遷回東德的德勒斯登，他在剩餘的日子裡捍衛他的行動，聲稱共產主義在1945年之後的歐洲是最有希望的。瓦爾特·馮·塞德利茨·庫爾茨巴赫將軍提出由在史達林格勒生存下來的生還者成立1支反希特勒的軍隊，但蘇聯方面沒有接受。直到1955年，過去的少數生還者在康拉德·阿登納向蘇聯政治局要求後才被遣返。
根據檔案資料顯示，蘇軍總傷亡人數共1,129,619人，其中有478,741人陣亡、650,878人受傷或生病。整個史達林格勒地區共約有750,000名平民死亡、受傷或被俘。蘇聯使用督戰部隊嚴格控制戰場，許多新兵及被強行武裝的居民被迫在己方機槍下不停衝鋒，在戰役最激烈時候，從後方剛運抵的新兵存活時間不超過24小時。部分新兵或武裝平民根本沒有足以戰鬥所需的基本裝備的情況時有發生，基本上他們在戰場上的主要作用是充當肉盾。整場會戰中蘇聯約處決了13,500名蘇聯士兵，相當於一個師，但是因為估算困難及政治原因，實際上死於己方槍火下的數目應該會更多。另外在1942年8月23日—8月26日的內，德國第4裝甲軍團與第6軍團進攻史達林格勒之前的納粹德意志國防軍空軍第4航空隊的飛機投下的1000噸炸彈的轟炸中有超過955人名蘇聯平民百姓死城內與郊區，在之後的死亡人數沒有官方數字，數目不詳。

戰役範圍

在不同的時間內，德軍曾攻佔該城市的90%地區，然而蘇軍仍然進行激烈的抵抗。在戰役中期的1942年11月19日－11月22日的天王星行動結束時，蘇軍已完全包圍和圍困的了第6軍團。而一部份德國第4裝甲軍團之部隊也在蘇軍反攻階段時於戰鬥中付出傷亡代價。
德意志國防軍早期勝利的一個明顯特徵就是高度機動性。在史達林格勒戰役前，蘇軍只在莫斯科周圍因其部隊人數眾多而獲勝。史達林格勒只不過是個軍事價值有限且物資產能已經轉移的地方，納粹德意志國防軍陸軍第6軍團本可繞過這處並集中力量聯同A集團軍向高加索進擊。但是希特勒選擇了犧牲，將其最富有作戰經驗的部隊投入在城市瓦礫中進行巷戰，這對蘇軍有利及容許他們爭取時間積聚及集中力量發動天王星行動。一些德國人認為希特勒無謂地犧牲了一個強大且有經驗的重要軍團。第6軍團之後於同年3月5日被重新建立以參加庫爾斯克戰役，但主要是由新兵組成也再沒有以往的戰力。
除了是戰爭的轉折點，史達林格勒表現出德意志國防軍和蘇聯紅軍的紀律和決心。蘇軍首先在史達林格勒抗擊德軍猛烈的進攻，當時蘇軍的損失非常巨大，每名增援的新到達士兵的存活時間不到一日、而一名蘇軍軍官的預期壽命是三日，其中一名將領羅迪姆採夫的士兵被加以贊譽，他們死守在火車站的牆垣（在這場戰役中共易手了14次），羅迪姆採夫的親衛士兵繼續戰鬥及為祖國而犧牲。
基於蘇聯守軍防守史達林格勒時的英勇表現，該市在1945年被嘉獎為英雄城市。在該戰役結束24年後的1967年10月，一個巨大的紀念碑祖國母親在召喚建於馬馬耶夫崗上，在山上可俯瞰城市。雕像的一個組成部分是戰爭紀念館，其中包括在戰役後被保存下來的斷垣殘壁，當時的穀倉。巴甫洛夫大樓，這座公寓樓的守軍在撤出前在這裡進行了兩個月的戰鬥。人們現在可以在馬馬耶夫崗參觀這些遺跡，紀念在戰役中雙方士兵的痛苦，以及為勝利付出了昂貴的代價。
另一方面，德國陸軍在被包圍期間表明出非凡的紀律。這是他們第一次在不利條件下進行這樣規模的戰鬥。在被包圍的後期，糧食和衣物的短缺，令許多德國士兵餓死或凍死，然而紀律還是被保持到最後。當德軍的彈藥、補給物資及糧食已十分稀少，抵抗已變得毫無作用時，弗里德里希·包路斯仍服從希特勒的命令，不理會許多希特勒的高級將領（包括馮·曼施坦因）忠告和意見，堅持不試圖進行突圍。
包路斯知道空運已經失敗及失去史達林格勒。他要求允許投降以拯救他部隊的生命，但被希特勒拒絕，反而將他晉升為「德國陸軍元帥」，從來沒有德國元帥投降，這暗示是顯而易見的。如果包路斯投降，他將恥辱自己和成為被俘的最高級的德國軍官。希特勒認為，包路斯要麼戰鬥到最後一兵一卒或者自殺。但他選擇生存，包路斯投降，並表示：「既然我為德國元帥，我就不打算為了那個奧地利來的下士（指希特勒）自殺。」