在苏德战场上，1942年德军相继在莫斯科和列宁格勒的攻势受挫。面对不利局面，希特勒有点坐不住了。他深知德国的资源有限，无法长期进行战争。为了打开局面，他决定再次进攻苏联南部，争取占领那里丰富的自然资源。4月，希特勒发布第41号战争指令，筹划进攻苏联南部重镇--斯大林格勒。
到1942年5月，苏军已经损失了1000万人。但德军也消耗了110万人。为了补充兵力，希特勒先后派戈林和凯特尔元帅前往他的仆丛国招募军队。一共获得了53个师的兵力，其中意大利9个师，罗马利亚27个师，匈亚利13个师，斯洛伐克3个师，西班亚1个师。
为实现战略意图，希特勒对南线德军兵力进行重组，分为A、B2个集团军群。A集团军群由利斯特元帅指挥，下辖2个集团军；B集团军群由包克元帅指挥，下辖3个集团军。在A、B集团军群的后方，是由希特勒的小伙伴们组成的防线，包括意大利第8集团军、匈亚利第2集团军和罗马利亚第3集团军。在克利米亚地区，还有曼施坦因的第11集团军和罗马利亚的第4集团军。德军的南线总兵力共有60个步兵师、10个装甲师、6个摩托化师和43个仆丛国师，共有1200辆坦克、17000门大炮和1640架飞机。
5月8日，曼施坦因首先在克里米亚发动攻势。2个月内占领克里米亚，歼灭苏军30万人。5月12日，苏军趁克里米亚激战之时，在哈尔科夫方向发起反击，但很快就被德军击溃，苏军再次损失了25万人。
在消灭了斯大林格勒附近的苏军预备队后，希特勒终于下令拿斯大林格勒开刀。担任进攻斯大林格勒任务的是B集团军群下辖的第6集团军和第4装甲集团军，第6集团军司令官是保罗斯。曾参加过波兰战役、进攻法国、占领巴尔干半岛的战斗，从无败绩
7月1日，南线德军各部分头采取行动，顿河一带的苏军在损失的20万人后仓惶后撤，2天之内就退了300多公里。7月17日，第6集团军在保罗斯的指挥下，以第8步兵军和第4装甲军为北突击集团，以第51步兵军和第4装甲军为南突击集团，突击苏军第62和64两个集团军。7月23日，苏军第62集团军的2个师被消灭，64集团军也在德军的猛烈进攻下仓惶后撤。在惨败面前，斯大林再也按不住心中的愤怒，他解除了铁木辛哥元帅的职务，任命戈尔多夫中将接任，同时派华西列夫斯基上将前往协助指挥斯大林格勒战斗。但这同样也没有阻止德军前进的脚步。到8月末，保罗斯的军队前进了800公里，从北、南、西三面包围了斯大林格勒。9月2日，德军突入城区，苏军进行了惨烈的巷战。斯大林紧急增派2个集团军前往增援。在保罗斯看来，苏军的兵力似乎援援不断，1个师被消灭了，马上又有1个师填进来，又被消灭，又填进来......
进入到11月份，一年前在莫斯科上演的一幕又开始重演了。寒冷的冬天来了，冰雪把一个个德军士兵冻得像僵尸一般，大多数武器被冻住，无法使用。此时苏军又调来了10个后备军的兵力。11月19日，苏军后备军从两翼发起进攻，3天时间内就掐断了保罗斯的后勤线。第6集团军已完全陷入色军的铁桶包围中。
为了解保罗斯之围，希特勒命令曼施坦因的第11集团军向斯大林格勒移动，但被苏军顽强地阻击在距斯大林格勒30公里的地带，无法前进，曼施坦因电告保罗斯，要他突围。但希特勒不准突围。第6集团军因此失去了最后的机会。
尽管戈林的空军不断为保罗斯提供空中物质补给。但这对处于绝境中的第6集团军只是杯水车薪，起不了什么作用。苏军多次派使者进入包围圈，劝说保罗斯投降，但希特勒获悉后，严禁保罗斯投降，还给他送来了嘉奖令，升他为德国陆军元帅。
1943年1月31日，苏军发动总攻。3天之内，全歼包围中的德军。第6集团军有91000人被俘，包括保罗斯在内的2500名军官也做了俘虏。希特勒增恨保罗斯晚节不保，没有为帝国杀身成仁，说保罗斯永远没有资格走进永垂不朽的门槛。
斯大林格勒战役是二战中仅次于库尔斯克会战的一场恶战。战役持续了200天，据西方学者估计，德军共损失约50万人，苏军则伤亡150万人，另有超过8万名苏联平民在战斗中死亡。
就这场战役来说，希特勒对战场的错误判断是导致德军失败的主要原因。他原以为最多3个月就能结束战斗，却没想到拖了7个月之久。希特勒让保罗斯孤军深入斯大林格勒城区，在其后留下了一个缺口，这使得苏军能够集结优势兵力包围保罗斯兵团。南线德军未能协调一致，才让苏军有机可趁。不知道是不是受了斯大林格勒战役的启发，4年后，在中国内战战场上，粟裕指挥的山东野战军，在国民党重兵集团中虎口拔牙，消灭了蒋介石五大主力之一的整编74师，其过程和斯大林格勒战役是何等的相似。
斯大林格勒巷战：苏军在萨多瓦亚车站抵抗
斯大林格勒巷战：苏军在“街垒”工厂抵抗
11月中下旬，苏军开始反攻，主要突击方向首先指向罗马尼亚第3集团军
苏军滨海集团军的海军陆战旅
德军被俘军官2500多名，其中将军24名