ยุทธการที่สตาลินกราดเป็นการรบใหญ่ที่นองเลือดมากที่สุดในแนวรบด้านตะวันออกในสงครามโลกครั้งที่ ๒ (Second World War)* เป็นการรบครั้งสำคัญระหว่างเยอรมนีและพันธมิตรซึ่งประกอบด้วยโรมาเนีย อิตาลี ฮังการี และโครเอเชียกับสหภาพโซเวียตเพื่อแย่งชิงการควบคุมเมืองสตาลินกราดทางตะวันตกเฉียงใต้ของสหภาพโซเวียตยุทธการครั้งนี้เกิดขึ้นระหว่างวันที่ ๒๑ สิงหาคม ค.ศ. ๑๙๔๒ ถึงวันที่ ๒ กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๔๓ คู่สงครามทั้ง ๒ ฝ่าย สูญเสียอย่างหนักโดยสหภาพโซเวียตสูญเสียพลเรือนและทหารกว่า ๑๐๐,๐๐๐ คน เยอรมนีสูญเสียทหารประมาณ ๘๐๐,๐๐๐ นาย ซึ่งนับเป็นการสูญเสียที่เป็นจุดพลิกผันของสงคราม เพราะเป็นการปิดฉากการยุทธ์ที่จะเอาชนะสหภาพโซเวียต หลังยุทธการครั้งนี้ กองทัพเยอรมันไม่อาจฟื้นตัวได้และเริ่มถอนกำลังออกจากแนวรบด้านตะวันออก
ยุทธการที่สตาลินกราดเป็นผลสืบเนื่องจากการที่เยอรมนีบุกโจมตีสหภาพโซเวียตโดยไม่ประกาศสงครามอย่างเป็นทางการด้วยแผนปฏิบัติการบาร์บารอสซา (Operation Barbarossa)* ในตอนรุ่งอรุณของวันที่ ๒๒ มิถุนายน ค.ศ. ๑๙๔๑ เยอรมนีซึ่งมีทหารกว่า ๓,๐๐๐,๐๐๐ นาย กระจายกองกำลังเป็น ๓ กลุ่ม คือ กองทัพกลุ่มเหนือ (Army Group North) เคลื่อนกำลังจากปรัสเซียตะวันออกไปยังแถบบอลติกเพื่อมุ่งตรงไปยังเมืองเลนินกราด (Leningrad) บนฝั่งแม่น้ำวอลกา (Volga) เพื่อตัดเส้นทางลำเลียงสัมภาระของรัสเซียจากโลกภายนอกผ่านทะเลแคสเปียนและอิหร่านกองทัพกลุ่มกลาง (Army Group Central) ซึ่งมีกองพลยานเกราะจำนวนมากรุกตรงไปสู่กรุงมอสโกตามเส้นทางที่เคยใช้ในการบุกรัสเซียใน ค.ศ. ๑๘๑๒ ผ่านเมืองสโมเลนสค์ (Smolensk) ส่วนกองทัพกลุ่มใต้ (Army Group South) เคลื่อนกำลังจากโรมาเนียเข้ายึดยูเครน (Ukraine) และคาบสมุทรไครเมียเพื่อเปิดทางไปสู่คอเคซัส (Caucasus) เพื่อยึดครองบ่อนํ้ามันในคอเคซัสและตัดกำลังของกองทัพโซเวียตในคอเคซัสให้ขาดจากความช่วยเหลือของกองกำลังโซเวียตอื่น ๆ การบุกของเยอรมนีทำให้กติกาสัญญานาซี-โซเวียต (Nazi-Soviet Nonaggression Pact)* ค.ศ. ๑๙๓๙ ซึ่งทั้งเยอรมนีและสหภาพโซเวียตทำความตกลงจะไม่รุกรานและก่อสงครามระหว่างกันเป็นเวลา ๑๐ ปี สิ้นสุดลงโดยปริยายเยอรมนีใช้ยุทธวิธีรบแบบสงครามสายฟ้าแลบ (Blitzkrieg)* ที่ประสบความสำเร็จมาแล้วจากการบุกยุโรปตะวันตกกองทัพเยอรมันซึ่งได้รับการสนับสนุนจากกองทัพอักษะอื่น ๆ เช่น สโลวัก อิตาลี โรมาเนีย ฮังการี เปิดฉากการบุกเข้าไปในสหภาพโซเวียตทุกทิศทาง ความเหนือกว่ากองทัพโซเวียตทางด้านระเบียบวินัย อาวุธยุทโธปกรณ์ และประสบการณ์ การรบอย่างโชกโชนในยุโรปตะวันตกของทหารเยอรมันทำให้ในช่วงแรก ๆ ของการบุก เยอรมนีสามารถยึดครองดินแดนได้เป็นจำนวนมากและมีชัยชนะอย่างต่อเนื่องทั้งยังจับทหารโซเวียตนับล้าน ๆ คนตามเส้นทางเดินทัพเป็นเชลยศึก
อย่างไรก็ตาม สภาพภูมิประเทศของสหภาพโซเวียตซึ่งเป็นทุ่งหญ้าสเตปป์อันกว้างใหญ่เวิ้งว้างสุดสายตาทำให้การรุกไปข้างหน้าของทัพเยอรมันเป็นเสมือนการเดินทางที่ไม่มีวันสิ้นสุดและมองไม่เห็นที่หมาย รวมทั้งการส่งกำลังบำรุงของเยอรมนีซึ่งส่วนใหญ่ยังคงใช้พาหนะประเภทรถม้าลากจูงทำให้ไม่สามารถไล่ตามกำลังยานเกราะและทหารราบที่รุกไปข้างหน้าได้ทัน สายการส่งกำลังบำรุงจึงถูกทิ้งห่างและยืดขยายออกไปมากขึ้นจนไม่สามารถให้การสนับสนุนได้ทันท่วงที เมื่อฤดูหนาวมาเยือน การรุกของเยอรมนีเริ่มชะงักลงและการขาดแคลนยุทธสัมภาระและอาวุธกลายเป็นปัญหาใหญ่ของกองทัพ ฝนก่อนฤดูหนาวที่เริ่มตกลงมาอย่างหนักทำให้ดินกลายเป็นโคลนเลน การรุกของเยอรมนีจึงช้าลงและยุทธวิธีรบแบบสงครามสายฟ้าแลบก็ใช้ไม่ได้ผลเพราะไม่สามารถทำการรุกอย่างรวดเร็วได้ เนื่องจากเส้นทางคมนาคมส่วนใหญ่ใช้การไม่ได้ ความล่าช้าของกองทัพเยอรมันเปิดโอกาสให้โซเวียตสามารถเสริมแนวรบให้เข้มแข็งได้เต็มที่
ในช่วงหัวเลี้ยวหัวต่อของการรบ อดอล์ฟ ฮิตเลอร์ (Adolf Hitler)* ผู้นำเยอรมนีได้สั่งการให้กองทัพกลุ่มกลางแบ่งกำลังเป็น ๒ ส่วน คือ กองทัพยานเกราะที่ ๓ (3ʳᵈ Panzer Army) กับกองทัพยานเกราะที่ ๒ (2ᶰᵈ Panzer Army) ไปช่วยกองทัพกลุ่มเหนือและกองทัพกลุ่มใต้ การแยกกำลังดังกล่าวมีส่วนทำให้ศักยภาพของกองทัพกลุ่มกลางด้อยลงและทำให้การรุกสู่กรุงมอสโกช้ากว่าที่คาดไว้ ในยุทธการที่กรุงมอสโก (Battle of Moscow) กองทัพโซเวียตยืนหยัดต่อต้านการบุกอย่างเข้มแข็งและเหนียวแน่นจนเยอรมนีต้องปรับแนวรุกเป็นแนวตั้งรับ ฮิตเลอร์สั่งให้กองทัพกลุ่มเหนือและกลุ่มใต้ส่งกำลังยานเกราะกลับมาสนับสนุนกองทัพกลุ่มกลางในการยึดมอสโก แต่ชัยชนะของเยอรมนีก็ดูจะห่างไกลออกไป เพราะเมื่ออากาศหนาวเยือกเย็นมากขึ้นและอุณหภูมิลดตํ่ากว่า ๓๐ องศาใต้จุดเยือกแข็ง โคลนเลนได้จับตัวเป็นนํ้าแข็ง ทหารเยอรมันซึ่งไม่ได้เตรียมอุปกรณ์สำหรับการรบในฤดูหนาวต้องเผชิญกับความหนาวอันทารุณ ทหารจำนวนมากถูกหิมะกัด ยานเกราะและยานพาหนะทั่วไปติดเครื่องไม่ได้เพราะนํ้ามันเครื่องจับตัวเป็นนํ้าแข็ง ทั้งติดหล่มหิมะอาวุธปืนก็ใช้การไม่ได้เพราะนํ้าแข็งเกาะอยู่ในรังเพลิงและลูกเลื่อน ทั้งนํ้ามันชโลมปืนกลายเป็นนํ้าแข็งและอื่น ๆ โจเซฟ สตาลิน (Joseph Stalin)* ผู้นำโซเวียตได้แต่งตั้งนายพลเกออร์กี จูคอฟ (George Zhukov)* ให้ทำหน้าที่ปกป้องกรุงมอสโกและจัดสรรกำลังพลให้โดยไม่จำกัด ในเดือนพฤศจิกายน ทหารเยอรมันกว่า ๗๕๐,๐๐๐ คน ก็ถูกฆ่า ได้รับบาดเจ็บ และถูกจับเป็นเชลย ต่อมาจูคอฟได้เป็นจอมพลและมีบทบาทสำคัญในยุทธการที่สตาลินกราด
เมื่อญี่ปุ่นโจมตีฐานทัพเรือของสหรัฐอเมริกาในอ่าวเพิร์ล (Pearl Harbour) ที่เกาะโอวาฮู (O’ahu) รัฐฮาวาย ในวันที่ ๗ ธันวาคม ค.ศ. ๑๙๔๑ เยอรมนีซึ่งเป็นพันธมิตรของญี่ปุ่นจึงประกาศสงครามกับสหรัฐอเมริกาในวันรุ่งขึ้นและทำให้สหรัฐอเมริกาได้เข้าร่วมสงครามในยุโรป สหภาพโซเวียตซึ่งสืบทราบว่าญี่ปุ่นยังไม่มีแผนที่จะบุกโซเวียตทางด้านตะวันออกจึงเห็นเป็นโอกาสดึงกำลังทหารหลายสิบกองทัพที่ตรึงไว้ที่ไซบีเรียเพื่อป้องกันการบุกของญี่ปุ่นมาหนุนช่วยการป้องกันกรุงมอสโก กองทหารจากไซบีเรียที่มีอุปกรณ์กันหนาวและขวัญกำลังใจที่เข้มแข็งทั้งความสดชื่นกระปรี้กระเปร่าจึงมีบทบาทสำคัญในการบุกขับไล่กองทหารเยอรมันที่อ่อนล้าให้ถอยร่นอย่างไม่เป็นกระบวนออกจากแนวรบใกล้กรุงมอสโกและที่อื่น ๆ ออกไปได้จนเกือบหมดรวมทั้งคาร์คอฟ (Kharkov) ซึ่งเป็นชุมทางรถไฟและเมืองยุทธศาสตร์สำคัญในพื้นที่คอเคซัสกลับคืนได้ ในปลายเดือนกุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๔๒ กองทัพเยอรมันก็ล่าถอยออกจากแนวรบมอสโก ชัยชนะของโซเวียตในการป้องกันกรุงมอสโกครั้งนี้ส่งผลให้ทหารโซเวียตมีขวัญสู้รบสูงขึ้น และมั่นใจมากขึ้นว่าพวกเขาต้องมีชัยชนะอย่างแน่นอน ขณะเดียวกันขบวนการต่อต้านนาซีในประเทศยุโรปต่าง ๆ โดยเฉพาะที่โปแลนด์ มีกำลังใจดีขึ้นและมุ่งมั่นที่จะทำสงครามกับเยอรมนีต่อไป
การล่าถอยจากแนวรบมอสโกทำให้เยอรมนีเปิดการรุกครั้งใหญ่ในฤดูร้อน ค.ศ. ๑๙๔๒ เข้าไปในคอเคซัสและรุกต่อไปยังเมืองสตาลินกราด [สตาลินกราดเดิมชื่อ ซาริตซิน (Tsaritsyn) ในระหว่างสงครามกลางเมืองรัสเซีย (Russian Civil War ค.ศ. ๑๙๑๘-๑๙๒๑)* ฝ่ายรัสเซียขาวสามารถยึดครองไว้ได้กว่า ๓ เดือน (ค.ศ. ๑๙๑๙) แต่สตาลินสามารถยึดคืนกลับมาได้ รัฐบาลโซเวียตจึงเปลี่ยนชื่อเมืองเป็นสตาลินกราด] อย่างไรก็ตาม เมื่อนีกีตา ครุชชอฟ (Nikita Khrushchev)* ดำเนินนโยบายการล้มล้างอิทธิพลสตาลิน (De-Stalinization)* ระหว่าง ค.ศ. ๑๙๕๖-๑๙๖๔ [ครุชชอฟเปลี่ยนชื่อเมืองสตาลินกราดเป็นโวลโกกราด (Volgograd) ใน ค.ศ. ๑๙๖๑ และเรียกกันมาจนถึงปัจจุบัน] ฮิตเลอร์ต้องการยึดสตาลินกราดให้ได้ไม่ว่าจะสูญเสียกำลังเท่าใดก็ตาม สตาลินกราดเป็นเมืองท่าและศูนย์กลางอุตสาหกรรมบนส่งแม่นํ้าวอลกาทั้งเป็นเมืองชุมทางการค้าระหว่างทะเลแคสเปียนกับรัสเซียตอนเหนือ การยึดครองสตาลินกราดได้จะทำให้กองทัพกลุ่มใต้รุกคืบหน้าเข้าถึงบ่อนํ้ามันในคอเคซัสได้สะดวก ชื่อของเมืองซึ่งตั้งขึ้นเป็นเกียรติแก่สตาลินใน ค.ศ. ๑๙๒๕ มีนัยสำคัญทางการเมืองเพราะหากยึดครองได้ก็จะทำลายขวัญและกำลังใจของทั้งทหารแดงและพลเมืองโซเวียต และเยอรมนีสามารถใช้เป็นประเด็นปลุกระดมโฆษณาชวนเชื่อได้ดี สตาลินจึงมุ่งมั่นที่จะปกป้องเมืองสตาลินกราดเท่า ๆ กับที่ฮิตเลอร์ต้องการจะเข้าครอบครอง ยุทธการที่สตาลินกราดจึงเรียกกันบางครั้งว่าเป็นสงครามระหว่างฮิตเลอร์กับสตาลิน และนับเป็นยุทธการใหญ่ที่สุดในแนวรบด้านตะวันออกทั้งนองเลือดมากที่สุดในประวัติศาสตร์การสงคราม เพราะทั้ง ๒ ฝ่าย ต่างไม่คำนึงถึงความพินาศหายนะและการสูญเสียทั้งทางทหารและพลเรือน
ในกลาง ค.ศ. ๑๙๔๒ กองทัพที่ ๖ ของเยอรมันซึ่งมีนายพลฟรีดริช เพาลุส (Friedrich Paulus) เป็นผู้บัญชาการและกองทัพยานเกราะที่ ๔ (4ᵗʰ Panzer Army) เคลื่อนกำลังบุกไปถึงแม่นํ้าวอลกาเพื่อรุกต่อไปยังเมืองสตาลินกราดโดยได้รับการต่อต้านเพียงเล็กน้อยทางใต้ของไครเมีย ตลอดเส้นทางการรุกกองทัพแดงถูกกวาดล้างอย่างราบคาบ แต่ในปลายเดือนกรกฎาคม เมื่อฮิตเลอร์ออกคำสั่งให้กองทัพยานเกราะที่ ๔ มุ่งหน้าลงใต้สู่คอเคซัสเพื่อช่วยโจมตีเมืองรอสตอฟ (Rostov) และเข้ายึดบ่อนํ้ามัน ทำให้กองกำลังที่กำลังรุกไปข้างหน้าเสียสมดุลและขาดความเข้มแข็งเพราะถูกแบ่งกำลังออกเป็น ๒ ส่วน แม้ฝ่ายเสนาธิการทหารจะคัดค้านอย่างมาก แต่ฮิตเลอร์ไม่รับฟัง การแยกกองทัพยานเกราะที่ ๔ ดังกล่าวได้ทำให้กองทัพที่ ๖ ซึ่งบุกต่อไปตามแผนเดิมเคลื่อนพลได้ช้ากว่าที่ควรจะเป็นเพราะปัญหาเส้นทางการจราจรที่กองทัพที่ ๖ และกองทัพยานเกราะที่ ๔ ต้องเสียเวลาสะสางเกือบสัปดาห์ เปิดโอกาสให้ฝ่ายโซเวียตมีเวลาเตรียมการป้องกัน อย่างไรก็ตาม อีก ๒ สัปดาห์ต่อมา ฮิตเลอร์ก็เปลี่ยนใจและสั่งการให้กองทัพยานเกราะที่ ๔ กลับไปช่วยกองทัพที่ ๖ อีกครั้ง การต้องเคลื่อนย้ายไป ๆ มา ๆ ส่งผลให้กองทัพยานเกราะที่ ๔ ซึ่งมาถึงห่างจากเมืองสตาลินกราด ๑๖๐ กิโลเมตรต้องหยุดการรุกลงเนื่องจากขาดนํ้ามันและเสบียง ส่วนกองทัพที่ ๖ ก็ข้ามแม่นํ้าดอน (Don) เข้าถึงชานเมืองสตาลินกราดและเตรียมการโจมตีจากทางทิศตะวันออกโดยกองทัพยานเกราะที่ ๔ จะบุกจากทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือมาบรรจบกัน ทันทีที่เยอรมนีเริ่มบุกโจมตี ชัยชนะก็ดูจะอยู่ใกล้แค่เอื้อม แต่ปัญหาของการเคลื่อนกำลังที่ไม่เป็นเอกภาพระหว่างกองทัพที่ ๖ กับกองทัพยานเกราะที่ ๔ และความกังวลเกี่ยวกับการต่อต้านของฝ่ายโซเวียตทำให้นายพลเพาลุสลังเลที่จะโหมบุกเกือบ ๒ สัปดาห์ จึงทำให้ฝ่ายโซเวียตตั้งรับได้
ในการป้องกันเมืองสตาลินกราด สตาลินแต่งตั้งให้นายพลวาซีลี ชุยคอฟ (Vasily Chuikov) เป็นผู้บัญชาการกองทัพที่ ๖๒ และ ๖๔ เพื่อต้านการบุกของเยอรมนี และให้นีกีตา ครุชชอฟ เลขาธิการพรรคคอมมิวนิสต์โซเวียตยูเครนเป็นที่ปรึกษาทางการเมืองของนายพลอันเดรย์ เอียร์โยเมนโค (Andrei Yeryomenko) ในการติดต่อประสานงานกับโปลิตบูโรเกี่ยวกับการรบและสถานการณ์สงคราม รวมทั้งการปลุกระดมสร้างขวัญและกำลังใจให้แก่พลเรือนในการยืนหยัดทำสงคราม ในการบุกโจมตีสตาลินกราด เยอรมนี พยายามทำลายเมืองด้วยปืนใหญ่และการทิ้งระเบิดทางอากาศ แต่อาคารและตึกต่าง ๆ ส่วนใหญ่สร้างด้วยคอนกรีตสมัยใหม่ กระสุนปืนใหญ่และระเบิดจึงเพียงทำลายรูปทรงอาคารลงเท่านั้น ตึกที่ยุบทำลายลงจึงกลายเป็นป้อมปราการให้ฝ่ายโซเวียตใช้ทุกซอกมุมต่อต้านทหารเยอรมัน ฝ่ายเยอรมันเรียกการรบลักษณะนี้ว่า “สงครามหนู” (war of the rats) เพราะฝ่ายโซเวียตใช้ทั้งยุทธวิธีรบแบบกองโจร ลอบยิง และโยนระเบิดที่ทำเองที่เรียกว่า ระเบิดขวด (Molotov Cocktail) ใส่ นอกจากนี้ พลเรือนก็ร่วมต่อสู้เคียงบ่าเคียงไหล่กับกองทหารโซเวียตด้วย เมื่อแนวโค้งของแนวรบแคบเข้ามา ฝ่ายโซเวียตสามารถส่งกำลังสำรองเข้ามาเสริมป้องกันเมืองได้ง่ายขึ้นทำให้การบุกของเยอรมนีมีอุปสรรค อย่างไรก็ตาม หลังการต่อสู้อย่างหนัก เยอรมนี ก็เข้าสู่ใจกลางเมืองได้และพุ่งเป้าไปยังเขตอุตสาหกรรมในเมืองซึ่งมีโรงงานผลิตเหล็กกล้าและรถแทรกเตอร์ขนาดใหญ่ตั้งอยู่ แต่ไม่อาจยึดไว้ได้ง่ายเพราะทุกหนแห่งทั้งทหารและพลเรือนยืนหยัดต่อสู้อย่างเหนียวแน่นตามทุกซอกทุกมุมถนน การรบเพื่อแย่งชิงสตาลินกราดจึงยืดยาวออกไปตลอดเดือนกันยายน ในปลายเดือนกันยายนนายพลเพาลุสบินไปหารือกับฮิตเลอร์เกี่ยวกับยุทธศาสตร์การรบและในช่วงเวลาเดียวกัน จอมพล เกออร์กี จูคอฟและนายพลคอนสตันติน โรคอสซอฟสกี (Konstantin Rokossovsky)* ซึ่งบัญชาการรบในแนวรบแม่นํ้าดอนก็เสนอแผนการรุกโต้เยอรมนีในภาคใต้ที่เรียกชื่อว่า “ปฏิบัติการยูเรนัส” (Operation Uranus) ให้สตาลินพิจารณา
ในต้นเดือนตุลาคม นายพลเพาลุสได้รับคำสั่งจากฮิตเลอร์ให้เข้ายึดเมืองให้ได้ไม่ว่าจะสูญเสียกำลังเท่าใดก็ตามเยอรมนีจึงเสริมกำลังจำนวนมากและชุมนุมพลหนาแน่นตรงคอคอดสตาลินกราดระหว่างแม่นํ้าดอนกับแม่นํ้าวอลกาเยอรมนีเริ่มโจมตีทิ้งระเบิดจนทำให้พื้นที่ส่วนใหญ่ของเมืองกลายเป็นเศษอิฐ รถถังเยอรมันบุกไต่ข้ามกองเศษอิฐหินและซากอาคารเข้าโจมตีจนสามารถทำลายเขตอุตสาหกรรมสำคัญ ๒ แห่งของเมืองเสียหายอย่างหนัก แต่ก็ไม่สามารถรุกคืบหน้าไปได้มากนักเพราะฝ่ายโซเวียตยังคงต่อสู้อย่างเหนียวแน่นทั้ง ๒ ฝ่ายต่างสูญเสียพอ ๆ กัน และการบุกและการป้องกันตกอยูในภาวะเลวร้ายเท่ากัน ฝ่ายป้องกันเมืองได้รับแจ้งว่ากองกำลังตำรวจลับคอยเฝ้าระวังทุกจุดที่จะข้ามมาจากฝั่งแม่น้ำวอลกา และทุกคนที่ข้ามแม่นํ้ามาโดยไม่ได้รับอนุญาตจะถูกยิงทันที กระนั้นก็ตาม เมื่อกำลังหนุนของโซเวียตทางตอนเหนือเดินทางมาถึงและข้ามแม่นํ้าท่ามกลางห่ากระสุนของทหารเยอรมัน ทหารส่วนใหญ่เสียชีวิต ประมาณว่าอายุขัยเฉลี่ยของทหารกองหนุน คือ ๒๔ ชั่วโมง บางครั้งทหารทั้งหน่วยเสียชีวิตเกือบหมด เป็นต้นว่า หน่วยป้องกันที่ ๑๓ (13ᵗʰ Guard Division) ซึ่งข้ามแม่นํ้าเข้ามาในเมืองทหาร ๓,๐๐๐ คนจาก ๑๐,๐๐๐ คนถูกสังหารภายในเวลา ๒๔ ชั่วโมง และในเวลาต่อมามีเพียง ๓๒๐ คนเท่านั้นที่รอดชีวิต แต่กำลังเสริมที่ทยอยตามมามีส่วนทำให้ฝ่ายป้องกันเมืองมีโอกาสตั้งตัวและหาทางแก้ไขสถานการณ์รบโดยเคลื่อนย้ายกำลังไปตามที่ต่าง ๆ ทั่วเมืองเพื่อหลีกเลี่ยงการถูกฆ่าและถูกจับกุม
แม้เยอรมนีจะควบคุมพื้นที่ของเมืองได้กว่าร้อยละ ๙๐ แต่ไม่สามารถขับไล่กองทัพแดงที่ยึดครองแนวป้องกันตัวแคบ ๆ รอบตัวเมืองทางฝั่งตะวันตกของแม่นํ้าวอลกาได้ทหารเยอรมันเริ่มหมดกำลังใจรบเพราะสูญเสียอย่างหนักและฤดูหนาวกำลังย่างกรายเข้ามาอีก ในปลายเดือนตุลาคม ฮิตเลอร์มีคำสั่งให้กองทัพเยอรมันในแนวรบตะวันออกทั้งหมดยกเว้นที่สตาลินกราดและคอเคซัสหยุดการรุกโดยให้รอจนถึงฤดูใบไม้ผลิ และสั่งการให้กองทัพเยอรมันในรัสเซียเตรียมตั้งรับในฤดูหนาวฮิตเลอร์ประกาศว่าใน ค.ศ. ๑๙๔๓ เป็นอย่างช้า กองทัพแดงจะต้องถูกบดขยี้ อย่างไรก็ตาม เมื่อฤดูหนาวมาถึงและแม่นํ้าวอลกาจับตัวเป็นนํ้าแข็ง
การบุกตอบโต้ของฝ่ายโซเวียตเริ่มขึ้นในวันที่ ๑๙ พฤศจิกายน ค.ศ. ๑๙๔๒ สามเดือนหลังการเริ่มต้นยุทธการที่สตาลินกราด เป็นการบุกตีโต้ที่เตรียมการอย่างรอบคอบและสมบูรณ์ครั้งแรกของสหภาพโซเวียตในสงครามโลกครั้งที่ ๒ ซึ่งประสบผลสำเร็จอย่างยิ่งใหญ่ ขณะนั้นพื้นดินถูกหิมะแรกโปรยปรายลงมาปกคลุมแต่ยังไม่มากนัก ทหารราบรัสเซียประดาหน้าเข้าจู่โจมกองพลที่ ๓ และ ๔ ของโรมาเนียทางตอนเหนือท่ามกลางการระดมยิงคุ้มถันอย่างหนัก แนวป้องกันของโรมาเนียถูกบดขยี้ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงและอีก ๒ วันต่อมา กองทัพโรมาเนียก็ยอมจำนนส่วนการรุกทางใต้เกิดขึ้นในวันที่ ๒๐ พฤศจิกายน โดย เริ่มจากการระดมยิงด้วยปืนใหญ่ท่ามกลางหมอกอันหนาทึบเช่นเดิมและในเวลาอันรวดเร็วกองกำลังฮังการีและเยอรมันถูกตีแตกกระจัดกระจาย อีก ๒ วันต่อมา กองกำลังโซเวียตทั้งทางเหนือและทางใต้ซึ่งเป็นแนวทัพรูปก้ามปูก็บีบเข้าหากองทัพเยอรมันทั้งทางส่งแม่นํ้าดอนและแม่นํ้าวอลกาโดยมาพบกันที่เมืองคาลัตช์ (Kalatch) ในวันที่ ๒๓ พฤศจิกายน กองทัพที่ ๖ และกำลังส่วนใหญ่ของกองทัพยานเกราะที่ ๔ ซึ่งมีจำนวนทหารรวมกันกว่า ๓๐๐,๐๐๐ คนตกอยู่ในวงล้อมของกองทัพโซเวียต
นายพลเพาลุสโทรเลขรายงานสถานการณ์รบที่กำลังเพลี่ยงพลํ้าให้ฮิตเลอร์ทราบทั้งแจ้งว่ากระสุนและเชื้อเพลิงกำลังจะหมดลง วิธีแก้ไขคือการตีฝ่าออกไปโดยโจมตีอย่างรุนแรงที่สุด เสนาธิการทหารที่ติดต่อกับเพาลุสและให้คำปรึกษาแก่ฮิตเลอร์เห็นด้วยกับความคิดดังกล่าวแต่ฮิตเลอร์ปฏิเสธที่จะรับฟัง เขามีคำสั่งใหม่ให้เพาลุสยึดสตาลินกราดให้ได้ไม่ว่าจะสูญเสียเท่าใด แฮร์มัน วิลเฮล์ม เกอริง (Hermann Wilhelm Göring)* จอมพลแห่งจักรวรรดิไรค์ที่ ๓ (Third Reich)* ซึ่งเป็นผู้บัญชาการกองทัพอากาศให้ความมั่นใจแก่ฮิตเลอร์ว่า กองทัพอากาศสามารถทิ้งสัมภาระไปให้ทหารที่ถูกล้อมในสตาลินกราดได้วันละ ๕๐๐ ตัน ซึ่งทำให้ฮิตเลอร์พอใจมาก เกอริง ไม่ได้หารือกับกองทัพอากาศเกี่ยวกับเรื่องดังกล่าวเพราะเขาต้องการประจบประแจงฮิตเลอร์การส่งกำลังลำเลียงทางอากาศทำได้ไม่ถึง ๑๐๐ ตันต่อวัน และตลอดช่วง ๗๐ วันของการลำเลียงทางอากาศ ฝ่ายโซเวียตทำลายเครื่องบินเยอรมันไป ๔๖๘ ลำ กองทัพเยอรมันที่ถูกล้อมจึงขาดแคลนทั้งเชื้อเพลิง กระสุนและอาหารทั้งอดอยากอย่างหนัก
ในวันที่ ๒๖ พฤศจิกายน ฮิตเลอร์แต่งตั้งให้จอมพล ฟริทซ์ เอริช ฟอน มันชไตน์ (Fritz Erich von Manstein)* เป็นผู้บัญชาการกองกำลังแม่น้ำดอน (Army Group Don) ที่ตั้งขึ้นใหม่ มันชไตน์มีบทบาทโดดเด่นในการบุกคาบสมุทรไครเมียและยึดครองเมืองเซวัสโตโปล (Sevastopol) ฐานทัพเรือสำคัญของโซเวียตในทะเลดำได้สำเร็จใน ค.ศ. ๑๙๔๒ ฮิตเลอร์จึงให้เขาใช้แผนปฏิบัติการพายุฤดูหนาว (Operation Winter storm) เพื่อช่วยเหลือกองทัพที่ ๖ ของนายพลเพาลุส มันชไตน์ ขอให้ฟือเรอร์ (Führer)* อนุมัติให้กองทัพที่ ๖ ที่ถูกล้อมในสตาลินกราดตีฝ่าวงล้อมออกมาโดยกองกำลังของเขาจะช่วยตีขนาบกองทัพโซเวียตอีกด้านหนึ่ง แต่ฮิตเลอร์ปฏิเสธและสั่งให้กองทัพที่ ๖ ตั้งมั่นอยู่ในสตาลินกราดโดยยึดฐานที่มั่นเอาไว้จนถึงทหารคนสุดท้าย แผนของมันชไตน์ที่จะนำกองทัพน้อยยานเกราะที่ ๔๘ ข้ามแม่นํ้าดอนไปเสริมกำลังการรุกไปยังสตาลินกราดจึงต้องยกเลิก ในขณะเดียวกัน กองพลยานเกราะที่ ๖ ที่ข้ามแม่นํ้าดอนมาเพื่อสกัดการบุกของโซเวียตก็ถูกตีแตกล่าถอยกลับไป
ในวันที่ ๘ มกราคม ค.ศ. ๑๙๔๓ นายพลคอนสตันตินโรคอสซอฟสกี ผู้บัญชาการกองทัพแดงในแนวรบแม่นํ้าดอนเสนอการพักรบและยื่นเงื่อนไขการยอมแพ้ที่ผ่อนปรนให้แก่นายพลเพาลุส เป็นต้นว่า การปันส่วนอาหารที่เหมาะสม ทหารที่ล้มป่วยและบาดเจ็บจะได้รับการรักษาพยาบาล ทหารยังคงเครื่องแบบ ยศ และสิ่งของส่วนตัวได้ และหลังสงครามพวกเขาจะถูกส่งตัวไปยังประเทศที่ต้องการไปอยู่และอื่น ๆ โรคอสซอฟสกียังยํ้าว่าเพาลุสและกองทัพของเขาอยู่ในภาวะที่ไม่อาจเอาชนะได้ เพราะขาดเสบียงและกระสุนทั้งทหารกำลังหนาวตาย เพาลุสไม่ได้ตอบรับและเขาติดต่อฮิตเลอร์เพื่อขอยอมแพ้ แต่ฮิตเลอร์ไม่อนุมัติ ฮิตเลอร์ยังบอกกับโยเซฟ เกิบเบิลส์ (Joseph Goebbles)* คนสนิทว่าชะตากรรมของกองทัพที่ ๖ คือ วีรกรรมแห่งสงครามในประวัติศาสตร์เยอรมัน ในวันที่ ๑๐ มกราคม กองทัพแดงบุกโจมตีทหารเยอรมันรอบสตาลินกราดทุกทิศทางด้วยปืนใหญ่และเครื่องยิงจรวด กองทัพแดงค่อย ๆ บีบเข้าไปทีละน้อยและในวันที่ ๒๓ มกราคม ก็สามารถยึดสนามบินกุมรัค (Gumrak) ซึ่งเป็นสนามบินสุดท้ายที่เครื่องบินเยอรมันสามารถลงได้เพื่อส่งสัมภาระแก่เพาลุสและลำเลียงทหารที่บาดเจ็บกลับไปประมาณว่าก่อนถูกยึด เครื่องบินเยอรมันสามารถอพยพทหารที่บาดเจ็บไปได้ ๓๔,๐๐๐ คน และอีกเกือบ ๑๐,๐๐๐ คน ถูกทิ้งไว้รอความตาย ในวันที่ ๒๖ มกราคม ฝ่ายโซเวียตยื่นข้อเสนอให้ยอมแพ้อีกครั้ง แต่เพาลุสยังคงดึงดันสู้ต่อไป อีกตามคำสั่งของฮิตเลอร์ อย่างไรก็ตาม อีก ๔ วันต่อมา เขาติดต่อฮิตเลอร์เพื่อขอยอมแพ้และแจ้งว่ากองทัพกำลังระส่ำระสายจนไม่อาจควบคุมได้ และเขาต้องการสงวนชีวิตของเหล่าทหารที่ยังคงเหลืออยู่ ฮิตเลอร์ปฏิเสธและปลอบขวัญเขาด้วยการประกาศทางวิทยุกระจายเสียงเลื่อนยศให้แก่ทหารใต้บัญชาการของเพาลุสเพื่อสร้างขวัญและกำลังใจให้ยืนหยัดสู้ต่อไป ทั้งแต่งตั้งเพาลุสเป็นจอมพล ฮิตเลอร์ ยังบอกเพาลุสว่า ไม่เคยมีจอมพลเยอรมันคนใดที่ยอมแพ้หรือถูกจับ คำกล่าวของฮิตเลอร์จึงมีนัยที่ชัดเจนว่าหากเพาลุสยอมแพ้ เขาจะสร้างความด่างพร้อยในประวัติศาสตร์ของกองทัพและเพาลุสต้องปลิดชีวิตตนเอง
ในวันที่ ๓๑ มกราคม เพาลุสและเหล่าเสนาธิการทหารของเขายอมแพ้ และหลังจากกองทัพเยอรมันที่ถูกล้อมทางตอนเหนือสามารถถอยหนีข้ามแม่นํ้าดอนไปได้ในวันที่ ๒ กุมภาพันธ์ กองทัพที่ ๖ ก็วางอาวุธ อย่างไรก็ตาม การต่อต้านและการสู้รบประปรายในบางพื้นที่ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงวันที่ ๒๐ กุมภาพันธ์ เพาลุสและนายพลอีก ๒๒ คนถูกจับและส่งตัวไปคุมขังที่กรุงมอสโก ฮิตเลอร์โกรธแค้นมาก และประกาศว่าเขาจะไม่แต่งตั้งใครเป็นจอมพลอีก แต่ในช่วง ๒ ปีสุดท้ายของสงครามโลกครั้งที่ ๒ เขาแต่งตั้งจอมพลอีก ๗ คน ในเวลาต่อมาเพาลุสกล่าวว่าเขาเป็นคาทอลิกที่ต่อต้านการก่ออัตวินิบาตกรรมและเขาไม่ต้องการปลิดชีวิตเพื่อสิบโทที่บ้าคลั่ง
แม้เพาลุสในฐานะนักโทษจะปฏิเสธให้ความร่วมมือกับฝ่ายโซเวียต แต่ในเวลาต่อมาหลังเหตุการณ์การคบคิดเดือนกรกฎาคม (July Conspiracy)* ค.ศ. ๑๙๔๔ เขาเข้าร่วมกลุ่มคณะกรรมาธิการแห่งชาติเพื่อปลดปล่อยเยอรมนี (National Committee for a Free Germany) ที่สหภาพโซเวียตจัดตั้งขึ้นและกลายเป็นกระบอกเสียงของโซเวียตโจมตีระบอบนาซีและเรียกร้องให้ชาวเยอรมันยอมแพ้ ทั้งกล่าวว่าระบอบคอมมิวนิสต์คือทางเลือกที่ดีที่สุดของยุโรปหลังสงคราม หลังสงครามโลกครั้งที่ ๒ สิ้นสุดลง เพาลุสยังเป็นพยานคนสำคัญของฝ่ายโซเวียตในการพิจารณาคดีนูเรมเบิร์ก (Nuremburg Trials ค.ศ. ๑๙๔๔-๑๙๔๙)* เพาลุสได้รับการปล่อยตัวใน ค.ศ. ๑๙๕๓ เขาตั้งรกรากที่เมืองเดรสเดิน (Dresden) เยอรมนีตะวันออกและทำงานเป็นผู้อำนวยการฝ่ายพลเรือนของสถาบันวิจัยประวัติศาสตร์ทหารเยอรมนีตะวันออก (East German Military History Research Institute) จนถึงแก่กรรมเมื่อวันที่ ๑ กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๕๗ ศพของเขาถูกนำมาฝังไว้ที่เมืองบาเดิน-บาเดิน (Baden-Baden) เคียงข้างเอเลนา โรเซทที-โซเลซู (Elena Rosetti-Solesu) ภรรยาซึ่งเสียชีวิตใน ค.ศ. ๑๙๔๙ โดยเธอไม่มีโอกาสได้เห็นหน้าสามีอีกเลยนับตั้งแต่เพาลุสเดินทางไปบัญชาการรบในแนวรบด้านตะวันออกในฤดูร้อน ค.ศ. ๑๙๔๒
ยุทธการที่สตาลินกราดเป็นจุดหักเหของการรบ ในสงครามโลกครั้งที่ ๒ เพราะเป็นความพ่ายแพ้ครั้งใหญ่ครั้งแรกของเยอรมนีในแนวรบด้านตะวันออกและทำให้เยอรมนีไม่อาจฟื้นตัวขึ้นได้อีก ประมาณว่าเยอรมนีสูญเสียทหารกว่า ๕๐๐,๐๐๐ นาย และถูกจับเป็นเชลยสงครามอีกกว่า ๑๐๐,๐๐๐ คน ซึ่งรวมทั้งทหารโรมาเนีย ๓,๐๐๐ คน ทั้งบาดเจ็บและสูญหายอีกจำนวนมาก เชลยสงครามดังกล่าวเหลือรอดชีวิตในเวลาต่อมาประมาณ ๖,๐๐๐ คนเท่านั้น เยอรมนียังเสียเครื่องบิน ๙๐๐ ลำซึ่งรวมทั้งเครื่องบินทิ้งระเบิดและเครื่องบินขนส่ง รถถัง ๑,๕๐๐ คัน และปืนใหญ่ ๖,๐๐๐ กระบอก ส่วนสหภาพโซเวียตมีทหารบาดเจ็บ สูญหายและเสียชีวิตกว่า ๑,๐๐๐,๐๐๐ นาย พลเรือน ๔๐,๐๐๐ คน รถถัง ๔,๓๔๑ คัน ปืนใหญ่กว่า ๑,๕๐๐ กระบอก และเครื่องบินรบกว่า ๒,๐๐๐ ลำ เกิบเบิลส์กล่าวคำปราศรัยที่กรุงเบอร์ลินเมื่อวันที่ ๑๘ กุมภาพันธ์ ค.ศ. ๑๙๔๓ ให้ชาวเยอรมันยอมรับเรื่องการทำสงครามเบ็ดเสร็จและเรียกร้องให้ชาวเยอรมันทุกคนทุ่มเททรัพยากรและความพยายามทั้งหมดที่จะเอาชนะสงคราม
ปัจจัยสำคัญของความพ่ายแพ้ของเยอรมนีในยุทธการที่สตาลินกราดคือ ฮิตเลอร์มีจุดมุ่งหมายในการทำสงครามหลายอย่าง กองทัพกลุ่มใต้ซึ่งอยู่ทางใต้ของสตาลินกราดถูกกำหนดให้เคลื่อนกำลังเข้ายึดแหล่งนํ้ามันในคอเคซัสโดยเฉพาะบ่อนํ้ามันที่เมืองบาคุ (Baku) ในอาเซอร์ไบจาน (Azerbaijan) แหล่งนํ้ามันดังกล่าวคือเป้าหมายหลักแรกเริ่มของเยอรมนีในการเปิดแนวรุกในฤดูร้อน ค.ศ. ๑๙๔๒ เยอรมนีสามารถใช้กองทัพกลุ่มใต้ไปหนุนช่วยกองกำลังรอบสตาลินกราดได้รวมทั้งอาจเข้าช่วยการต่อสู้การเมืองแต่ก็ไม่ได้ดำเนินการเพราะเป้าหมายของฮิตเลอร์กว้างไกลกว่ายุทธวิธีทางทหาร นอกจากนี้ ฮิตเลอร์ยังเชื่อมั่นในความเป็นนักยุทธศาสตร์อัจฉริยะที่ยิ่งใหญ่ของเขาซึ่งมีส่วนทำให้แผนการรบเปลี่ยนไปมาและไม่มีเสนาธิการทหารคนใดกล้าคัดด้านเขา เยอรมนีจึงทำสงครามตามคำสั่งที่เพ้อพกของฮิตเลอร์
หลังยุทธการที่สตาลินกราดไม่นานนัก ฮิตเลอร์ สั่งระดมกำลังคนและยุทโธปกรณ์ครั้งมโหฬารเพื่อปิดล้อมและบดขยี้กองทัพโซเวียตที่ยุทธการที่เมืองคุรสค์ (Battle of Kursk ๖ กรกฎาคม - ๒๓ สิงหาคม ค.ศ. ๑๙๔๓)* เพื่อกอบกู้ชื่อเสียงโดยอ้างว่าความพ่ายแพ้ที่สตาลินกราดเป็นผลจากอากาศหนาวที่ทารุณมากกวำความไร้ประสิทธิภาพของกองทัพ เยอรมนีจะพิสูจน์ให้เห็นความแข็งแกร่งของกองทัพอีกครั้งหนึ่งในยุทธการครั้งนี้ แต่เยอรมนีก็พ่ายแพ้อย่างยับเยิน และทำให้สหภาพโซเวียตเริ่มเป็นฝ่ายตั้งรับและฝ่ายรุกตลอดแนวรบด้านตะวันออกทั้งหมดจนสิ้นสุดสงคราม
หลังสงครามโลกครั้งที่ ๒ สิ้นสุดลง พรรคคอมมิวนิสต์โซเวียตได้ยกย่องให้เมืองสตาลินกราดเป็น “วีรนคร” (Hero City) ใน ค.ศ. ๑๙๔๕ สืบเนื่องจากวีรกรรมของทหารและพลเรือนในการป้องกันสตาลินกราด อีก ๒๔ ปีต่อมา ใน ค.ศ. ๑๙๖๗ มีการสร้างอนุสรณ์สถานสงคราม “Mother, Motherland” ซึ่งเป็นรูปปั้นสตรีถือดาบและโล่ในท่าข่มขวัญศัตรูบริเวณเนินเขามามาเยฟคูร์กัน (Mamayev Kurgan) ที่สามารถมองเห็นเมืองสตาลินกราดทั้งหมด อนุสรณ์สถานดังกล่าวเป็นส่วนหนึ่งของสถานที่รำลึกถึงสงคราม.