I midten av juli 1942 fikk han kommando over den nydannede Armégruppe B som angrep mot Stalingrad (. Han overtok kommandoen etter den avsatte Fedor von Bock Etter at sovjeterne hadde hatt fremgang med sin Operation Uranus i november dannet den sørlige del av hans armégruppe den nye Heeresgruppe Don, som imidlertid allerede vinteren 1942/43 ble så godt som beseiret og oppløst ved motangrepene fra Den røde armé. Weichs hadde da forlengst advart Adolf Hitler om sine utsatte flanker, men ble ikke hørt. Den 1. februar 1943 ble Weichs ikke desto mondre utnevnt til generalfeltmarskalk, men han mistet sin kommando ettersom han foreslo retrett idet styrken var i ferd med å bli avskåret.