德国在二战期间所遭到的任何一次败仗都不及“斯大林格勒保卫战”后所遭到惨败的万分之一。同时，希特勒开始声嘶力竭地对其下属军官大声咆哮，因为他将因此而彻底输掉这场战争。
1942年夏，随着德国向斯大林格勒地区的地面部队推进，战争开始引起当地人民的热切关注。起初，斯大林禁止平民的任何疏散行为，这是为了防止出现这座城市可能要沦陷的谣言。在工厂之中的工作也在继续进行之中，他们需要生产立即可以投入到战争使用的武器。之前的一些拖拉机工厂也开始生产可以直接投入到战斗之中的武器，有些枪炮非但没有刷漆，而且连瞄准器都没有。尚未参军的男性会被编入到民兵部队里去，并且在未经过任何训练的条件下便直接投入战斗，这无疑会导致大量的伤亡。妇女和儿童也投入到挖掘战壕和建造防御工事的苦役中去，更有许多妇女加入到防空炮兵的行伍之中。
1942年9月12日，第一支德国部队向这座城市进发。德国人选择直接攻击市区，不久之后便卷入到极其残酷的巷战之中。而苏联方面的战术是尽一切可能在靠近德国防线的地方建立起沿阵地。因为在这里，是可以免遭德国空军和炮兵轰击的最安全地方。早在8月末的时候，斯大林派出了他的顶级将军格奥尔吉·朱可夫，专门去巡视整条南部前线。而现在一名新的司令官，即瓦西里·崔可夫，接管了在这座城市之内的第六十二军。当
格奥尔吉·朱可夫
准备发起最终的反击战时，
瓦西里·崔可夫
也将其原本的部队投入到战斗中去，最终并守住了这座城市的部分领土。
在这场战斗中，苏联方面的损失是非常巨大的，但德国的伤亡人数也在上升中。同时，德军对斯大林格勒的推进，也给轴心国带来了其他影响。在那个夏天，希特勒开除了好几位手下的顶级将领，因为他们在战略计划上反对过希特勒并持有异议。而后，希特勒便亲自执掌指挥决定权。
但向斯大林格勒的推进，极大程度上拉长了德国人的战线，因此，两只罗马尼亚部队和一只意大利军队，也被带入到第六军和第四装甲师的侧翼。罗马尼亚军队的战斗士气非常低落，并且也未受过专门的训练，武器装备上也比较落后。也因为这样，这只罗马尼亚军队后面将成为苏联整个反击讶划中首当其冲的目标。
1942年11月19日，苏军袭击了斯大林格勒被德军占领的北部地区，并在第二天推进到南部。罗马尼亚军队开始遭到了毁灭性的打击。在一周之内，两支进军的苏联红军部队顺利会师，并将斯大林格勒剖成两半。此时，德国将领保卢斯开始请求突围的获准权，但被希特勒回绝并向保卢斯承诺会给被围部队提供空中支援。
与此同时，对斯大林格勒被冻结机场的空中支援，也使德国空军付出了数百架运输飞机的代价，并只运送了一部分必需物资。由于燃料和弹药短缺，加上逐渐严重的饥荒，德国第六军现在面临着四面受敌的困境，而苏联方面的优势也越来越体现出来，最后导致德军失败的结局似乎已无法避免。终于，在1943年2月2日，德国的最后一支部队在这座城市缴械投降。