De sovjetiske styrkene konsoliderte sine posisjoner rundt Stalingrad, og harde kamper for å redusere lommens størrelse begynte. 10. desember startet tyskerne - under ledelse av feltmarskalk Erich von Manstein - en motoffensiv fra sør, operasjon vinterstorm (tysk: Operation Wintergewitter), for å komme 6. armé til unnsetning. Den hadde noe fremgang til å begynne med, og snart kunne de omringede se lysene fra von Mansteins stridsvogner i klare netter. Men den 23. desember ble den tyske motoffensiven stoppet av presset fra en ny offensiv av sovjetstyrkene, operasjon lille Saturn. Det som var igjen av 6. armé var fortapt.