ウラヌス作戦
しかし、ドイツ軍南方を攻撃していたソビエト赤軍装甲部隊は歩兵部隊との連携がうまくいかず、ルーマニア第4軍の脱出を許すこととなった。
11月22日、ソビエト赤軍はドン川を横断、カラチ方面へ進撃を続けていた。カラチに駐屯していたドイツ軍部隊は、補給、整備を行う部隊がほとんどであり、なおかつ11月21日までソビエト赤軍の攻撃を知らなかった、さらに、そのソビエト赤軍の戦力も不明であった。カラチの橋を奪取する作戦は第26戦車軍団が担当し、橋への接近には捕獲した2両のドイツ戦車と偵察車両を使用、午前中にカラチを奪取して、ドイツ軍を排除した。そして、第26戦車軍団と第4戦車軍団は南から北上している第4機械化軍団と合流した。1942年11月22日、スターリングラードに存在したドイツ軍は、ソビエト赤軍に完全包囲された。 その日、ソビエト赤軍は、包囲していたルーマニア第5軍団との戦いを続けていた。
翌日、ドイツ軍は包囲を解くために局所へ無駄に戦力を投入したため、戦いは続いた。この時までに包囲されていたドイツ軍、ドイツ同盟軍将兵はソビエト赤軍の装甲部隊から逃げるために、スターリングラードへ退却、その一方で、なんとか包囲を脱出したものは西方へ退却した。
11月19日午前8時50分、ソビエト赤軍第21軍、第65軍、第5戦車軍による、ルーマニア第3軍への攻撃が開始された。しかし、ソビエト赤軍による重厚な砲撃は、ソビエト装甲部隊が地雷敷設区域と地形を抜けて進撃することを難しくしており、最初の2回の攻撃をルーマニア軍はからくも撃退した。しかし、ルーマニア軍は対戦車砲の不足で、ソビエト赤軍を塞き止めることができなかった。ソビエト第4戦車軍団、及び第3親衛騎兵軍団による進撃は正午までに確立された。その後まもなく、ソビエト第5戦車軍はルーマニア第2軍団の撃破に成功、その後に第8騎兵軍団が続いた。ソビエト装甲部隊は濃霧の中、コンパスを頼りに進んでいたため、ルーマニア軍、ドイツ軍の砲兵陣地を越えて進んでいたが、ルーマニア3個師団が混乱を起こし、退却を開始していた。そして、ルーマニア第3軍の東西にソビエト赤軍が展開していた。ソビエト赤軍の攻撃のニュースを受けた後、第6軍司令部はスターリングラードでの戦いに従事していたが、向かうことが可能であった第16、第24装甲師団にルーマニア軍を支援、陣地を再構築するよう命令することはなかった。その代わりに、XLVIII装甲軍団が防衛を行うこととなった。
深刻な兵員不足、装備も不十分であった中、XLVIII装甲軍団はソビエト装甲部隊と戦うために、最新戦車約100両をなんとか装備していた。さらには、燃料不足も生じており、戦車が不足な分、その乗員は歩兵中隊を組織するようになっていた。
7 cm PaK 36もすでに旧式と化しており、ソビエト赤軍戦車T-34を撃破するには威力不足であった上に、弾薬が不足気味であった。そのためルーマニア軍は度重なる要請を行い、それを受けたドイツは7.5 cm PaK 40を1個師団に6門の割合で提供した。これらの部隊、例えば、ルーマニア第4軍が長さ270kmの戦線の防衛を担当、ルーマニア第3軍は140kmの戦線を担当するなど、戦線に非常に広大な範囲に渡って展開することとなった。ドイツはその戦力について疑念を持っていたが、イタリア第8軍は、ハンガリー第2軍とルーマニア第3軍の間を担当した。
通常、同盟国各軍はドイツ軍より良好な状態に無く、さらにソビエト赤軍との何ヶ月もの戦いで、さらに戦力を低下させていた。そしてソビエト赤軍最高司令部は新たな戦力を増強、ドイツ軍に対抗していたが、それに対してOKHはそれら戦力が消耗した部隊でさえも戦線を維持するために使わざるを得なかった。さらに1942年5月から11月に行われたドイツ軍の攻勢の間、ドイツ軍最良の師団、グロースドイッチュラント師団と第1SS装甲師団がフランスへ連合軍が上陸する可能性が生じたため、A軍集団からフランスへ移動した。
第6軍はスターリングラードの戦いで多大な犠牲を被っていた。例えば、ドイツ第22装甲師団の戦力状態は、時折ルーマニア第1装甲師団と変わらない状態になることがあった。そして、ドイツ軍の防衛線が戦力に見合わず、伸びきっており、例えば第XI軍団は長さ100kmの戦線を担当していた。
そして、XLVIII装甲軍団所属の第22装甲師団は30両未満の戦車しか存在しなかったが、この戦いで殲滅された。ドイツXLVIII装甲軍団に所属していたルーマニア第1装甲師団は、ドイツの司令部との連絡を失った後、ソビエト第26戦車軍団と戦い、11月20日までに撃破された。ソビエト赤軍は南に進撃し続けたため、多くの戦車が悪化する吹雪の中、覗き孔が凍りつくなど進撃には困難が伴った。そのため、ソビエト戦車が急な動きを行ったり、不整地を走ったため、タンクデサントとして搭乗していた兵士が振り落とされて骨折することも珍しくなかった。しかし、この激しい吹雪はドイツ軍の行動をも制限した。
ルーマニア第3軍は11月19日末にはすでに崩壊していた。ソビエト赤軍第21軍と第5戦車軍はルーマニア3個師団、約27,000名を捕虜とし、さらに南へ進撃した。ソビエト騎兵部隊は進撃して、ソビエト赤軍側面へ反撃を仕掛けていたイタリア第8軍とルーマニア第3軍を分断した。ソビエト空軍が退却するルーマニア将兵を地上掃射する間、ドイツ空軍は余りにも小さい反撃を行った。ドイツ第376歩兵師団の側面に配置されていたルーマニア第1騎兵師団の撤退したため、ソビエト第65軍が広範囲に展開、ドイツ軍の防衛線を縦横することとなりドイツ防衛線崩壊の危機を招いた。ドイツ軍は11月19日遅くに反撃を行い始めたが、すでに別のソビエト赤軍部隊が第6軍の南部への攻撃を開始しつつあった。