Stalingradin taistelu
Kun akselivallat aloittivat suurhyökkäyksen Neuvostoliittoon kesäkuussa 1941 yli kolmen miljoonan sotilaan voimin, sen päätavoite oli valloittaa Leningrad, Moskova ja Ukraina. Stalingrad ei alun perin ollut tärkeä kohde Adolf Hitlerin sotasuunnitelmassa. Kun puna-armeija onnistui torjumaan Saksan hyökkäyksen joulukuussa 1941 suunnitelmat kuitenkin muuttuivat. Seuraavana kesänä Hitler päätti aloittaa suurhyökkäyksen etelässä ja idässä – tavoitteena oli vallata Kaukasuksen öljykentät ja vehnävarat sekä katkaista Volgan liikennereitit. Huhtikuussa 1942 Hitler määräsi, että Stalingrad oli joko vallattava tai eristettävä suurhyökkäyksen yhteydessä. Kolme kuukautta myöhemmin kaupunki oli jo saksalaisten tärkein valloituskohde. Kaupungin valloittaminen oli strategisesti kannattavaa, sillä sen tehtaissa valmistettiin myös suuri osa Neuvostoliiton sotatarvikkeista ja sen kautta kulki lautoilla noin 70 % Neuvostoliiton käyttämästä öljystä.
Operaatio Talvimyrsky
Operaatio Talvimyrskyksi nimetty hyökkäys käynnistyi 12. joulukuuta ja onnistui yllättämään venäläiset. Kenraali Hermann Hothin johtaman 4. panssariarmeijan joukot pääsivät noin 50 kilometrin päähän Stalingradista. Hoth vetosi Paulukseen, jotta tämä vetäytyisi Stalingradista ja hyökkäisi kaikilla voimillaan länteen päästäkseen pois saarroksista. Paulus ei kuitenkaan halunnut rikkoa Adolf Hitleriltä saamiaan käskyjä pitää Stalingrad hallussaan, joten 6. armeija ei päässyt pois motista. Neuvostoliiton 16. joulukuuta aloittama vastahyökkäys operaatio Saturnus kukisti Italian 8. armeijan Donin armeijaryhmän vasemmalta sivustalta, jolloin Hoth pysäytti hyökkäyksen 23. joulukuuta Neuvostoliiton vastahyökkäyksen seurauksena ja vetäytyi jouluaattona takaisin lähtöpisteeseen. Epäonnistuneen vapautusyrityksen seurauksena puna-armeija jatkoi hyökkäystään Stalingradia kohti lopulta pakottaen 6. armeijan antautumaan 31. tammikuuta 1943.