I løpet av høsten 1942 hadde den sovjetiske generalstabssjefen Aleksandr Vasilevskij fått utarbeidet en plan for et motangrep. Den ble iverksatt av general Georgij Zjukov, ansvarlig for strategisk planlegging i Stalingradområdet. Massive sovjetiske styrker ble samlet på steppene nordvest og sør for byen. Den røde armé skulle fortsette presset på de tyske styrkene i byen, for deretter å trenge gjennom de tynt bemannede og dårlig forsvarte flankene, så de tyske styrkene i Stalingrad kunne bli omringet. De rumenske styrkene som skulle forsvare flankene, var det svakeste leddet i 6. armé. Planen ble gitt kodenavnet operasjon Uranus.