1942年4月20日莫斯科保衛戰，以蘇聯的勝利圓滿結束後，斯大林把下一個對德軍作戰的重點放在了斯大林格勒。
1941年，德軍佔領烏克蘭後，斯大林格勒成為蘇聯中央地區通往南方重要經濟區域的唯一交通咽喉，戰略位置極為重要。
如果德軍佔領這一地區，蘇聯就會失去戰爭所需要的石油、糧食和重要的工業基礎，而德國此時也迫切需要這些資源。
所以德軍戰略目標很明顯，即為佔領斯大林格勒，切斷蘇聯交通樞紐和工業供應，投入德國國防軍和盟軍的一切可供使用的力量以最終殲滅蘇聯紅軍殘存的有生力量，儘可能多地奪取它的最重要的戰爭經濟資源。可以看出，這是蘇德之間賭上國運的一戰。
1942年4月28日，斯大林格勒戰役打響了。
雙方參戰兵力：
蘇軍參戰兵力超過110萬人，武器裝備包括火炮15 501門、坦克1 463輛、飛機1115架。
德軍總兵力達100萬人，武器裝備包括10 290門火炮、675輛坦克、1 216架飛機。
在斯大林格勒戰役前期，德軍佔有很大的優勢。德軍B集團軍群左翼的第四裝甲集團軍和第二集團軍，突然從庫爾斯克向東攻擊，對蘇軍布良斯克方面軍實施突擊。6月30日，右翼第六集團軍群也從哈爾科夫東北發起攻擊，向東南方向的斯大林格勒挺進。蘇軍在空曠的大草原上很難進行有效抵抗，後撤100到300公里。
德軍一時的勝利，衝昏了希特勒的頭腦，希特勒狂妄的認為，
攻佔斯大林格勒，用不著這麼多兵力，命令第四裝甲軍南下支援第一裝甲集團軍強渡頓河下游。這樣，進攻斯大林格勒的部隊，就只剩鮑盧斯的第六集團軍群，下轄6個軍（含2個裝甲軍），總計14個師約27萬人，有近500輛坦克，3000門火炮和迫擊炮。
第六集團軍群雖然戰役上取得了部分勝利，但由於裝甲部隊不足，加上蘇軍的頑強抵抗，德軍第六軍團在行進間完全佔領斯大林格勒的計劃無法實現。
直到這時，希特勒才明白僅憑第六集團軍群，無法拿下斯大林格勒，希特勒又把霍特指揮的第四裝甲軍又歸還給B集團軍群。
通過B集團軍群一部和第六集團軍群的合力奮戰，加上德國空軍的狂轟濫炸，德軍總算攻入斯大林格勒城區，蘇軍與德軍在斯大林格勒展開了激烈的巷戰。
在激烈的巷戰中，蘇軍湧現了很多可歌可泣的英雄人物，如狙擊手瓦西里·扎伊採夫、女狙擊手柳德米拉·帕夫利琴科等，他（她）們為粉碎德軍佔領斯大林格勒的企圖，做出了非常大的貢獻和犧牲。
1942年11月中旬，蘇軍最高統帥部大規模集結反攻兵力，在斯大林格勒城外集結了3個方面軍，143個師，110.6萬人。他們的對手是德軍B集團軍群，共有80個師又3個旅，約100萬人。
蘇軍指揮這次戰役的是蘇軍朱可夫元帥和華西列夫斯基元帥。
朱可夫和華西列夫斯基擬定的反攻策略是將德軍繼續牽制在城內，主攻德軍的外側，從而將進攻斯大林格勒的德軍包圍在市區。
斯大林批准了這個反攻計劃，並取名“天王星”行動。
11月19日，蘇軍開始實施“天王星”行動，西南方面軍和頓河方面軍在紛飛的大雪中發起反攻。德軍負責保護第六集團軍群側翼的是羅馬尼亞第三集團軍，根本就沒有什麼戰鬥力，在一天之內便被蘇軍突破陣地。20日，斯大林格勒方面軍的第五十一、五十七、六十四集團軍也在南面投入反攻，突破了守軍羅馬尼亞第四集團軍的防線。22日，蘇軍西南方面軍開始分批強渡頓河。23日，蘇軍西南方面軍和斯大林格勒方面軍會師，蘇軍完成對斯大林格勒的反包圍。
至11月30日，蘇軍3個方面軍將德軍第六集團軍群的5個軍22個師以及部分羅馬尼亞、意大利和克羅地亞軍隊共約27萬人，合圍在了斯大林格勒。
之後，1943年1月，蘇軍又發起了代號為“木星”行動，迫使外圍德軍與斯大林格勒包圍圈內的德軍相隔250公里以上。至此，第六集團軍群陷入絕境，已經完全失去了增援。
經過艱苦卓絕的奮戰，蘇軍在斯大林格勒總算把德軍第六集團軍群殲滅，取得了斯大林格勒保衛戰的階段性勝利。
“天王星”行動，是蘇軍由戰略防禦，轉變為戰略進攻的一次重大轉變。這次行動的實施，為蘇軍全殲斯大林格勒周圍的德軍，贏得斯大林格勒保衛戰的勝利，奠定了堅實基礎。
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