Началась битва 17 июля 1942 года и закончилась 2 февраля 1943 года. По характеру боевых действий она делится на два периода: оборонительный, продолжавшийся до 19 ноября 1942 года, и наступательный, завершившийся разгромом крупнейшей стратегической группировки врага в междуречье Дона и Волги.
23 августа немецкий танковый клин, прорвав оборону ослабленных в боях частей Красной армии, вышел к Волге. Фашистам удалось ворваться в город. С 12 сентября бои шли уже в Сталинграде . Оборону города осуществляли части 62-й (командующий - генерал Чуйков) и 64-й (командующий - генерал Шумилов) армий. Немецко-фашистские войска предпринимали четыре попытки штурма города, одну за одной. Каждый дом становился крепостью, в которой порой противоборствующие силы упорно боролись за каждый этаж. Генштаб приступил к разработке наступательной операции под Сталинградом . Операция состояла из двух основных этапов. Для этих целей привлекались силы трех фронтов: Юго-Западного (командующий - генерал Н.Ф. Ватутин), Донского (генерал К.К. Рокоссовский) и Сталинградского (генерал А.И. Еременко).
Контрнаступление началось 19 ноября 1942 года мощной артиллерийской подготовкой, затем в дело были введены танковые и механизированные корпуса. На пятый день наступления передовые части Юго-Западного и Сталинградского фронтов соединились. Значительная группировка противника, насчитывающая более 250 тыс. человек, оказалась в окружении.
Гитлеровское командование, пытаясь деблокировать войска ударом извне, создало группу армий "Дон" во главе с Манштейном, которая начала прорыв к Сталинградской группировке. Против рвущегося на помощь Паулюсу Манштейна, Ставка повернула 2-ю гвардейскую армию генерала Малиновского. Утром 10 января войска приступили к осуществлению операции "Кольцо", то есть к плану ликвидации окруженной группировки. Враг не смог сдержать сильного натиска советских войск и стал поспешно отходить. В результате окружения группировка была расчленена на две части - южную и северную. Бои в городе продолжались несколько дней. 31 января южная группировка фашистских войск во главе с командующим 6-й армией Паулюсом сдалась в плен.
Советские войска разгромили или взяли в плен все войска оказавшиеся в окружении. В плен было взята 91 тыс. человек, в том числе 2500 офицеров и 24 генерала. Убитых оказалось около 140 тыс. человек. Зимой и весной 1943 года наступление под Сталинградом переросло в общее стратегическое наступление, продолжавшееся до конца марта. Противник был отброшен на 600-700 км и вынужден был перебрасывать на советско-германский фронт части с запада.