ブラウ作戦
ヒトラーは、11月8日に「もはや船1隻たりともヴォルガ川をのぼることはできない」と演説したが、11月19日には、ソ連軍(約100万人)がウラヌス作戦でスターリングラードの第6軍の南北で反撃に出て、ルーマニア軍が保持していた戦線を突破し、22日には包囲網が完成した。
ヒトラーは第6軍のスターリングラード死守を命じたが、ルーマニアのイオン・アントネスク元帥は脱出を主張。長い協議の末に救援作戦が決定され、ドン軍集団が編成され、マンシュタイン元帥に指揮が委ねられた。マンシュタイン元帥は12月12日、第6軍の救出作戦「冬の嵐作戦」を発令し、LVII装甲軍団は、包囲網南西端より約140kmのコテリニコボより攻勢を開始した。この方面のソ連軍の配備は手薄だったため進撃は順調で、スターリングラードに取り残された第6軍兵士は、最後の望みである救出部隊の戦闘音が近くなるのを喜んだ。先頭の部隊は照明弾を第6軍に向けて撃ち、第6軍の脱出は可能になるかと思われた。しかしヒトラーから死守命令を受けていた第6軍パウルス将軍は燃料不足を理由に脱出を拒否する。さらにソ連第2親衛軍がムイシコワ川で防衛についてからは激戦となり、救出部隊の進撃は停止した。救出部隊は戦力不足のため、損害も日に日に多くなっていた。12月23日には、チル川戦線の危機的な状況に対応するため、LVII装甲軍団より最有力の第6装甲師団を引き抜いたため、事実上、救出作戦は終了となった。これ以後、SS将校やヒトラーに脱出を認められた将官達は、兵士たちを残したまま輸送機でスターリングラードを去っていった。
B軍集団は、A軍集団支援の為引き抜かれていた第4装甲軍を取り戻してやっと攻勢を順調にしたが、すでに作戦は予定よりも三週間遅れていた。先に進んでいた第6軍は8月14日にドン川屈曲部のソ連軍を排除し、8月21日にはクレツスカヤ付近でドン川を渡りスターリングラード攻防戦が始まった。8月25日、スターリングラードの包囲が完成し、9月3日スターリングラードの南で第4装甲軍の一部がヴォルガ川西岸に到達。9月4日、ドイツ空軍機約1,000機が2週間に及ぶスターリングラードの爆撃を開始し、市内は瓦礫と化した。この時、ウクライナ各地からの難民が集まっていたスターリングラードの市民にもやっと避難令が出たが、もはやその実行は不可能であった。9月13日、市内に侵入したドイツ軍は一ヶ月以上も市街戦を続け、10月中旬頃にはヴォルガ河岸まであと150mの地域まで進出したが、ソビエト軍守備隊も1日に2,500人もの犠牲をはらいながら死守を続けていた。ドイツ側の消耗も激しく、たとえば第305歩兵師団のある連隊は戦闘可能な兵が1,200人から60人にまで減っていた。ドイツ軍兵士には砲弾恐怖症になるものも出た。さらに冬が近いにも関わらず兵士たちに冬用装備は無く、悪化する状況に第6軍指揮官フリードリヒ・パウルス装甲兵大将は10月6日戦闘を停止させる。10月22日、ついに雪が降り始めた。