“天王星”行动
11月中旬，苏军最高统帅部大规模集结反攻兵力，在斯大林格勒城外集结了3个方面军，共143个师，110.6万人。他们的对手是德军B集团军群，共有80个师又3个旅，约100万人。
朱可夫和华西列夫斯基拟定的反攻策略是将德军继续牵制在城内，主攻德军薄弱的外侧，从而将进攻斯大林格勒的德军包围在市区。11月13日，斯大林批准了这个反攻计划，并取名“天王星”行动。
11月19日，苏军开始实施“天王星”行动，西南方面军和顿河方面军在纷飞的大雪中发起反攻。负责保护德军第六集团军侧翼的是罗马尼亚第三集团军，根本就没有什么战斗力，在一天之内便被苏军突破阵地。20日，斯大林格勒方面军的第五十一、五十七、六十四集团军也在南部投入反攻，突破了守军罗马尼亚第四集团军的防线。22日，西南方面军开始分批强渡顿河。23日，西南方面军和斯大林格勒方面军会师，从而完成了对斯大林格勒的包围。
至11月30日，苏军3个方面军将德军第六集团军的5个军22个师以及部分罗马尼亚、意大利和克罗地亚军队共约27万人，合围在了斯大林格勒。
苏军发起反攻后，德国陆军总参谋长蔡茨勒将军力主让鲍卢斯撤出斯大林格勒。然而，空军司令戈林元帅却向希特勒说，即使鲍卢斯被包围，空军也有能力为第六集团军提供补给。希特勒信了大胖子的胡话，遂下令鲍卢斯坚守斯大林格勒。
事实证明，戈林元帅又在吹牛，他承诺的空中补给成了一句空话。德国空军能为第六集团军空运的物资上限是每天300吨，而第六集团军每天的需求是700吨。加上天气恶劣和苏军防空火力凶猛，第六集团军实际上平均每天只得到100吨左右物资。德军的精锐部队，开始面临饥饿的威胁。
与此同时，苏军在不断缩小包围圈。
