攻方伤亡不断增加，又是越来越感沮丧，再加，冬天快到，士气逐渐低落，另一方面，他们的后备力量又完全被牵制住，以致拉得太长的两侧都失去弹性。就这样，对他们反击的时机已经成熟，当时俄军统帅部正在筹划反击，而且已经为此积聚了不少后备力量，足以击败如此紧张过度的敌人。
反击是在11月19日和20日发动的。时间定得不能再好，始于头几次严重霜冻和几场大雪的间隙间；霜冻冻硬了地面，便于快速行动，而大雪又使德军调动不灵。就是要在德军因进攻不能取胜而大感失望时，趁其精疲力竭而给予反击。
俄国转机
反击的战略目标和心理目标都经过精心策划——利用双重意义的间接途径。用一把两边各有若干尖头的铁钳，插入德军进犯斯大林格勒的两侧，从而将第六集团军和第四装甲集团军同B集团军群隔开。钳形攻势攻入的一些地方，大都是由罗马尼亚部队担任翼侧掩护。制定这个计划的，是俄军总参谋部里才气横溢的三巨头——朱可夫将军、华西列夫斯基将军(GeneralVasilevsky)和沃罗诺夫将军(GeneralVoronov)。主要的执行者是西南方面军司令瓦杜丁将军(GeneralVatutin)、顿河方面军司令罗科索夫斯基将军(GeneralRokossovsky)和斯大林格勒方面军司令叶廖缅科将军。
这里应当提一笔，俄军将整条东线分为十二个“方面军”(front)，由莫斯科的最高统帅部直接指挥。俄军并没有把这十二个“方面军”编成永久性的大兵团、而当时惯常的做法，是由最高统帅部派出一名高级将领兼参谋，去协调几个有关“方面军”的行动，在一系列作战中使之步伐一致。这十二个“方面军”，平均每一个大约有四个“集团军”(Army)(规模小于西欧的集团军)，每一个集团军通常直接指挥其中的几个师，而无须军(ArmyCorps)司令部插手。装甲部队和摩托化部队编成的旅群，称为“军”(Corps)，但相当于大型师；这些军都归“方面军”司令指挥。[cdhyy转钮先钟译注：红军的“方面军”与西方的“集团军群”(ArmyGroup)地位虽大致相当，但每个方面军的人数却较少，而方面军的个数则较多。以德军而论，一个集团军群平均所辖为3个集团军、9个军、27个师，其他支援部队在外。而苏联的方面军所辖不过10余个师。苏联方面有10几个方面军，而德军的集团军群个数最后不过5个。]
在军体制还没有机会受到充分的考验之前，俄军于1943年夏季就重新采用这种新体制。因为减少指挥系统的环节，给予高级司令官更多的“下级部队”(Sub-units)指挥，战斗就会加快步伐，调动就会灵活。指挥系统每增加一个环节，用最实在的话来讲，就多增加一层牵制。这样一来，无论把情报往回送交高级司令官，还是把高级司令官的命令往前传给具体执行者，往往都要浪费时间。再说，这样一来，即使高级司令官对形势的印象比较模糊，也使他本人对执行者的影响减少力量，从而削弱他的指挥权。因此，居间的司令部越少，战斗就往往越有声势。另一方面，一个司令部指挥的下级部队一增多，就更加灵活，调动能力也就提高。一个比较灵活的编制，因为更有能力适应千变万化的情况，更有能力集中攻打要害地点，就能发挥更大的打击作用。一个人如果除大拇指外，只有一两个手指头，那末，要一把抓住什么东西或者什么对手，他就会发现比他用四个手指头和一个大拇指去抓要难得多。他的手就会不大灵活，也不大能集中施加压力。在西方列强的军队中看得到这种捉襟见肘的局限性，他们军队的队伍大多数只是分成两、三个机动部分而已。
在斯大林格勒西北面，俄军先头部队沿着顿河两岸直冲到卡拉奇和西通顿涅茨河流域的铁路。在斯大林格勒东南面，左钳的一些尖头向西直冲到南达提霍烈次克和黑海的铁路。在切断这一线之后，他们进逼卡拉奇，到23日已合围成功。在其后几天，他们把第六集团军和第四装甲集团军的一个军包围起来，包围圈就收得更紧了。在快速运动的那几天里，俄军一面保住防御战术优势，一面在战略上也转败为胜——通常，采用间接途径，是往往能够取得这种双重胜利的。因为当时德军不得不继续进攻——不是为了突进，而是为了突围。他们的退兵正如早先的进军一样白费力气。
这期间，另一支强大的俄军已杀出谢腊菲莫维奇桥头堡，在顿河河曲以西的地方拉开阵势，分多路向南插入顿河－顿涅茨河走廊，在奇尔河边同从卡拉奇冲出的左钳会合。这一外圈包围运动对整个计划的成功至关紧要，因为既摧毁敌军的作战基地，又在可能赶来协助保卢斯的援军必经之路上布下一重铁幕。
就这样，德军在12月中旬从西南越过顿河，沿科捷尔尼科沃(Kotelnikovo)赶来斯大林格勒还击。这批部队来自曼施坦因第十一集团军司令部指挥下的一支仓卒集结的杂牌军。这支杂牌军不得不从中央集团军群中抽调出来。当时曼施坦因(Manstein)的第十一集团军已改称“顿河集团军群”。其规模不大，简直不配有这一显赫头衔；为了援救斯大林格勒，不得不依靠有限的后备力量，包括用火车从法国布列塔尼运来的第六装甲师。
曼施坦因靠了巧妙的战术，充分利用极其少量的装甲部队向俄军掩护阵地深插成功。可是，这一临时仓卒部署的进军，却在离受围的集团军三十英里外遭到阻击，接着就在俄军对其翼侧施加压力下，被迫逐步后撤。这次进攻一遭挫败，一切援救保卢斯的希望就都化成泡影，因为德军统帅部没有任何后备兵力再来一次进攻。但是，曼施坦因尽量久守他的暴露阵地，而且不顾危险地久守下去，以便掩护空中供应线给劫数难逃的军队源源提供少量供应。
这期间，俄军在12月16日向西边远处开始新的外围迂回。沃罗涅什方面军司令戈利科夫将军(GeneralGolikov)推动他的左翼，在新卡利特瓦和莫纳斯蒂尔什奇纳(Monastyrshchina)之间长达六十英里的那一段——意大利第八集团军防守的那一段，选择若干点，渡过顿河中游。天刚亮时，俄军猛轰了一阵，在不少意军纷纷逃窜后，俄军坦克和步兵就渡过坚冻的顿河。暴风雪使略做抵抗的德军眼前一片模糊，但是并没有止住俄军进攻，俄军飞速向南，朝米列罗沃和顿涅茨河推进。与此同时，瓦杜丁部队也从奇尔河向西南出击，冲向顿涅茨河。不出一周，俄军数路围攻，已将敌军扫出顿河－顿涅茨河走廊的十之八、九地方。虽则在第一回合时，德军防守过于薄弱，溃退过于迅速，俄军俘获不到很多德军，但是，在下一阶段，俄军却赶在大批退敌前面，围而捕之，所以到第二周末，也就是那年年底，俘获的德军总计六万人。
俄军这次迅猛进攻，使顿河下游和高加索境内所有德军的后尾都受到威胁。但由于雪越积越深，顿涅茨河以北的米列罗沃等几个交通中心的德军又顽强抵抗，他们才暂时逃脱危险。
虽然如此，威胁明摆在眼前，而且大有可能扩大，所以，希特勒终于明白，如果再执意梦想征服高加索，在当地军队的暴露翼侧远达六百英里时，还强迫他们坚守下去，那末就势必遭到比围攻斯大林格勒还大的灾难。因此，他在1月下令他们撤退。这一决定正是时候，使他们刚好逃脱切断后路的危险。他们顺利脱险，虽使战争拖长了，但是，在斯大林格勒的德军正式投降之前，这件事已向全世界说明德国走下坡路了。
俄军这场反攻的显著特点是，朱可夫将军挑选冲击点颇有一手——既根据心理又根据地形。他击中敌人部署的精神弱点。再则，他的突击部队一旦失去近在眼前的局部优势，并错过可以造成敌军总崩溃的机会，他就有本领施加另一种威胁。由于集中冲击在消耗守方抵抗力方面所起的作用总是逐渐减少的，他就展开四下分散的一系列冲击，以消耗守方的元气，从而重新发挥开头所起的作用。就一般情况来说，一旦反攻逐渐转为进攻，并且不再象开头那样具有“复进簧”的冲击力，他那样展开冲击，往往是一种得益较大、自身消耗较少的战略。
在控制战局的其他一切物质和精神因素下面，存在着地方和力量对比这一基本条件。东线地方非常辽阔，攻方如果不集中攻打一个显而易见的目标——例如1941年攻打莫斯科，又如1942年攻打斯大林格勒，那末总能找到翼侧迂回的余地。这样，德军只要质量上保持优势，数量上虽不占优势，进攻也能取胜。但是，对俄军来说，在机械化力量和机动性方面比不上德军时，东线地方非常纵深这一事实，倒成了一个救命的因素。
可是，德军一方面失去了那种技术上和战术上的优势，一方面也消耗了不少人力。他们的兵力一减少，俄国的辽阔地方就转而对他们不利，使他们无法防守这一拉得很长的战线。现在问题是，究竟他们能缩短战线来恢复平衡呢，还是他们已经耗费不少实力，再也没有希望了。
