Hitler si musel zachovat tvář a nasadit tisíce životů, aby dobyl Stalingrad, zatímco německá propagandistická mašinérie chrlila zprávu o brzkém vítězství útočníků.
Zdálo se, že sovětská armáda, jakkoli byla zoufalá, přišla s vítězstvími, když a kde je nejvíce potřebovala. Stalingrad se neukázal být výjimkou z vývoje událostí na východní frontě.
Strategické sovětské město, obléhané německou 6. armádou (a podporované částmi italské, maďarské a rumunské armády), se udrželo s minimálními zásobami a s tenčící se skupinou obránců 62. armády. Německá propaganda, založená na velkolepých výpadech do Stalingradu a jeho okolí, již hlásala vítězství německé armády. V tuto chvíli byl Hitler již zcela odhodlán město dobýt – a to za každou cenu, aby německá armáda neselhala ve velkém. Vojáci a zásoby proudily k 6. armádě, aby se ujistily, že útok proběhne ve prospěch Německa. Velitelem byl německý generál Paulus.
Na druhé straně plánoval sovětský maršál Žukov protiofenzívu, aby ulehčil svým obklíčeným obráncům Stalingradu. Zatímco do Stalingradu bylo vysláno minimální množství zásob a náhradníků, Žukov připravoval své mohutné pozemní síly o kousek dál a do nadcházejícího útoku zapojil všechny důležité složky, které mu přišly pod ruku.
Obrana Stalingradu nyní spadala do malé kapsy o šířce asi 5 mil, která se nacházela v průmyslovém sektoru města, zády k řece Volze. Nastaly sovětské zimní noci a prostředí nyní hrálo proti tělům a duchům 62. armády. Přesto obránci odrazili asi půl tuctu ofenzív, které zahájila již německá 6.
V časných ranních hodinách 19. listopadu 1942 nařídil Žukov svým dělům a raketovým systémům, aby rozzářily oblohu. Tisíce dělostřeleckých kanónů a raketometů Kaťuša snesly na Rumuny střežící křídla smrtící déšť. Později se otevřela další sovětská akce proti německé šestce jižně od města. Sovětské pozemní síly v čele s pěchotou a tanky vtrhly dovnitř. Za pouhé tři dny byla německá 6. armáda odříznuta a obklíčena od možnosti záchrany nebo ústupu. V podstatě se z obléhatelů stali obléhaní. Generál Paulus opakovaně žádal Adolfa Hitlera o ústup a byl odmítnut. Místo toho Hitler nařídil jednotkám odjinud, aby se přesunuly a přišly 6. armádě na pomoc.
Německá 11. armáda pod velením von Mansteina výzvu přijala a přesunula se. Operace Zimní bouře byla uvedena v platnost 21. prosince a nepodařilo se jí ulevit německé 6. armádě. Žukov reagoval na Štědrý den, zahájil útok a zatlačil Němce tak daleko, že zásobování Paulusových jednotek bylo téměř nemožné. V úvahu připadal letecký výsadek, ale počasí obecně omezilo jakoukoli podporu 6. armády. Obklíčení Němci prozatím narychlo vybudovali obranu a přeskupili se.
V posledním pokusu o ukončení bitvy doručil sovětský generál Rokossovskij 8. ledna formální žádost o kapitulaci německé armády. Ta byla narychlo odmítnuta a závěrečnou fázi bitvy o Stalingrad uvedla v život sovětská armáda. Dělostřelectvo, pozemní a letecké jednotky Rudé armády vytloukly německou 6. armádu do ztracena. Následovaly smrtící boje dům od domu.
Generál Paulus se 2. února 1943 oficiálně vzdal Sovětské armádě, čímž formálně ukončil obléhání Stalingradu a také celou bitvu.
Z 300 000 německých duší, které zastihla bitva o Stalingrad, jich 160 000 padlo, přičemž asi 80 000 jich zahynulo v důsledku podmínek způsobených počasím a nedostatkem potravin. Pouze 35 000 vojáků německé armády bylo úspěšně zachráněno Luftwaffe před tím, než město padlo zpět pod sovětskou kontrolu, takže dalších 90 000 se muselo vypořádat se sovětskou značkou spravedlnosti. Pouze 5 000 z těchto mužů bylo v poválečných letech znovu spatřeno – ostatní zemřeli na dlouhém pochodu, byli popraveni typickým sovětským způsobem nebo zemřeli vyčerpáním v sibiřských pracovních táborech, kam byli zavřeni.
V databázi časové osy druhé světové války je celkem (50) událostí Bitva o Stalingrad – časová osa druhé světové války (srpen 1942 – 2. únor 1943). Záznamy jsou seřazeny níže podle data výskytu vzestupně (od prvního k poslednímu). Pro perspektivu mohou být zahrnuty i další vedoucí a následné události.