德國在二戰期間所遭到的任何一次敗仗都不及“斯大林格勒保衛戰”後所遭到慘敗的萬分之一。同時，希特勒開始聲嘶力竭地對其下屬軍官大聲咆哮，因為他将是以而徹底輸掉這場戰争。
1942年夏，随着德國向斯大林格勒地區的地面部隊推進，戰争開始引起當地人民的熱切關注。起初，斯大林禁止平民的任何疏散行為，這是為了防止出現這座城市可能要淪陷的謠言。在工廠之中的工作也在繼續進行之中，他們需要生産立即可以投入到戰争使用的武器。之前的一些拖拉機工廠也開始生産可以直接投入到戰鬥之中的武器，有些槍炮非但沒有刷漆，而且連瞄準器都沒有。尚未參軍的男性會被編入到民兵部隊裡去，并且在未經過任何訓練的條件下便直接投入戰鬥，這無疑會導緻大量的傷亡。婦女和兒童也投入到挖掘戰壕和建造防禦工事的苦役中去，更有許多婦女加入到防空炮兵的行伍之中。
1942年9月12日，第一支德國部隊向這座城市進發。德國人選擇直接攻擊市區，不久之後便卷入到極其殘酷的巷戰之中。而蘇聯方面的戰術是盡一切可能在靠近德國防線的地方建立起沿陣地。因為在這裡，是可以免遭德國空軍和炮兵轟擊的最安全地方。早在8月末的時候，斯大林派出了他的頂級将軍格奧爾吉·朱可夫，專門去巡視整條南部前線。而現在一名新的司令官，即瓦西裡·崔可夫，接管了在這座城市之内的第六十二軍。當
格奧爾吉·朱可夫
準備發起最終的反擊戰時，
瓦西裡·崔可夫
也将其原本的部隊投入到戰鬥中去，最終并守住了這座城市的部分領土。
在這場戰鬥中，蘇聯方面的損失是非常巨大的，但德國的傷亡人數也在上升中。同時，德軍對斯大林格勒的推進，也給軸心國帶來了其他影響。在那個夏天，希特勒開除了好幾位手下的頂級将領，因為他們在戰略計劃上反對過希特勒并持有異議。而後，希特勒便親自執掌指揮決定權。
但向斯大林格勒的推進，極大程度上拉長了德國人的戰線，是以，兩隻羅馬尼亞部隊和一隻意大利軍隊，也被帶入到第六軍和第四裝甲師的側翼。羅馬尼亞軍隊的戰鬥士氣非常低落，并且也未受過專門的訓練，武器裝備上也比較落後。也因為這樣，這隻羅馬尼亞軍隊後面将成為蘇聯整個反擊訝劃中首當其沖的目标。
1942年11月19日，蘇軍襲擊了斯大林格勒被德軍占領的北部地區，并在第二天推進到南部。羅馬尼亞軍隊開始遭到了毀滅性的打擊。在一周之内，兩支進軍的蘇聯紅軍部隊順利會師，并将斯大林格勒剖成兩半。此時，德國将領保盧斯開始請求突圍的獲準權，但被希特勒回絕并向保盧斯承諾會給被圍部隊提供空中支援。
與此同時，對斯大林格勒被當機機場的空中支援，也使德國空軍付出了數百架運輸飛機的代價，并隻運送了一部分必需物資。由于燃料和彈藥短缺，加上逐漸嚴重的饑荒，德國第六軍現在面臨着四面受敵的困境，而蘇聯方面的優勢也越來越展現出來，最後導緻德軍失敗的結局似乎已無法避免。終于，在1943年2月2日，德國的最後一支部隊在這座城市繳械投降。