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第一节 英德双方争夺战略主动权
莫斯科会战和苏军发动冬季总攻后，德军的力量受到很大削弱，冬季作战结束时德军伤亡总数达116万余人，病员尚不包括在内。尽管如此，1942年春，他们尚拥有860万人的庞大兵力。在苏德战场，部署着德军及其仆从国军队近620万人，坦克和强击炮3229辆，火炮和迫击炮约5.7万门，作战飞机3395架。
而苏军取得两大战役的胜利之后，实力却有了很大增强。到1942年5月，苏军作战部队共510万人（海军和国土防空军除外），坦克约3900辆，火炮、迫击炮44900门，作战飞机2200多架。与此同时，盟国对苏军的援助越来越大，并且对德军采取的行动也越来越积极，日本北进威胁苏联的可能性则越来越小。从总的态势看，苏德战场的形势已朝着对苏军有利的方向发展。
1942年4月5日，德军统帅部发布东线作战第41号训令，希特勒被迫放弃一贯奉行的全线进攻战略，采取逐次进攻战略，要求“歼灭苏军残存的有生力量，尽可能多地夺取它的最重要的战争经济资源”，重新夺取战略主动权。作战的基本方针是：“中路陆军放慢进攻速度；在北面，应攻陷列宁格勒，并与芬兰军队建立陆上联系；在陆军战线南翼，应楔入高加索地区。”考虑到冬季会战的结果、可供使用的兵力兵器和运输状况，只能逐步实现上述目标。
苏联红军发动反攻，希特勒确定的先后顺序是：“目前应把所有可以动用的兵力集中到南段主要作战方向，以歼灭顿河前面的敌人，接着占领高加索地区的油田和通往高加索山脉的通道。一俟包围地区形势发展允许，或者从别的地方抽出足够的兵力，就应最后攻占列宁格勒和夺取英格曼兰。”
为实现上述目标，并为夏季作战做好准备，希特勒决定，首先在克里木肃清刻赤半岛的苏军，占领塞瓦斯托波尔，在哈尔科夫地域铲除苏军在巴尔文科沃的突出部。
1942年，就在希特勒磨刀霍霍准备打败苏联的时候，苏军最高统帅部也在酝酿于1942年彻底粉碎希特勒军队的计划。
苏军最高统帅部认为，1942年夏季，德军可能在莫斯科和南线发动大规模进攻，其中莫斯科方向将是德军的主攻方向，此线将决定1942年夏季战局的成败。为此，苏军将战略预备队的大部兵力集中到布良斯克地域。
到5月中旬，布良斯克方面军编成内的兵力达到4个坦克军、7个步兵师、11个独立步兵旅、4个独立坦克旅及大量炮兵。此外，第5坦克集团军也在布良斯克方面军后方展开。西南方向则只配置了很少的预备队，而且没有制定应急的行动方案。
由于苏军在冬季攻势之后，必要的预备队尚在组训之中，兵力兵器不足以展开大规模进攻战役，因而关于今后一个时期的行动计划，苏军最高统帅部决定，近期采取积极的战略防御，但同时应在克里木、列宁格勒和杰米扬斯克、哈尔科夫地域、斯摩棱斯克方向、利沃夫—库尔斯克方向实施局部性进攻战役，在夏初消耗、疲惫敌人，待积蓄足够的预备队后，再展开大规模进攻。
4月下旬，苏军最高统帅部批准西南方面军在南方面军部分兵力协同下实施哈尔科夫进攻战役。计划规定，从沃尔昌斯克、巴尔文科沃屯兵场对哈尔科夫发动向心突击，粉碎德军哈尔科夫集团，夺取哈尔科夫，尔后调整部署，从东北面实施突击，夺取第聂伯罗彼得罗夫斯克和锡涅利尼科沃，使德军失去第聂伯河上的重要渡口和锡涅利尼科沃铁路枢纽，为解放顿巴斯创造条件。为了在临近的夏季进攻中便于指挥南翼的军队，苏军最高统帅部于4月21日任命布琼尼为北高加索方向总司令，统一指挥克里木方面军、塞瓦斯托波尔防区、北高加索军区、里海和亚速海区舰队。
苏德双方争夺战略主动权的作战行动，是从1942年春德军进攻刻赤半岛开始的。
德军进攻刻赤半岛前，这里的形势十分复杂。在这一地域与德军对峙的是苏军克里木方面军，它拥有第47、第51和第44三个编有加强兵器的集团军，共计21个步兵师、3577门火炮和迫击炮、347辆坦克和400架飞机。与德军第11集团军拥有的10个半步兵师、2472门火炮和迫击炮、180辆坦克以及不到400架飞机相比，苏军占据明显优势。
2月到4月，克里木方面军曾3次试图突破德军防线，均未成功，被迫转入防御。但是，方面军的战役布势却仍按进攻态势部署，不适于进行防御。2/3的兵力集中在北部直到基特的突出的弧形阵地上，南部的第一线只有3个师加上预备队的两三个师，不足6个师，兵力薄弱。
针对苏军的兵力布置，德军曼施泰因制定了代号为“鸨”的作战计划。“鸨”计划的基本企图是：第30军以3个师的兵力沿黑海海岸对苏军薄弱的南部防线发动出其不意的攻击，突破防线后迅速向北部苏军后方和侧翼迂回，会同在北部担任佯攻任务的德军第42和罗马尼亚第7军围歼北部苏军集团。与此同时，德军计划从费奥多西亚派出1个营的兵力，乘突击艇在苏军后方登陆。
1942年5月8日，德军第11集团军发起“鸨”作战行动，航空兵对克里木方面军进行了密集突击。担任主攻任务的德军第30军首先向苏军薄弱的第44集团军发起攻击，担任偷袭任务的德军也在苏军后方登陆成功。第44集团军由于缺乏充分的准备，没有建立纵深梯次防御，防线很快被突破。德军随后迅速向北部的苏军第47、第51集团军迂回，企图合围北面的苏军。
鉴于局势严重，苏军最高统帅部5月10日清晨命令克里木方面军撤至土耳其壁垒，组织顽强的防御。但是，方面军领导没有执行最高统帅部的命令。
5月11日，最高统帅部责成北高加索方向总司令布琼尼急速前往克里木方面军司令部所在地刻赤市，整顿该方面军军事委员会，“使用一切防御手段，一切部队，空军和海军的兵器，不让敌人向土耳其壁垒以东推进”。由于克里木方面军错过了时机，推迟两昼夜才撤退，未能在土耳其壁垒组织起坚强的防御。
5月13日，土耳其壁垒被突破。
5月14日，德军突至刻赤城西部和南部。布琼尼在征得最高统帅部的批准后，被迫下令克里木方面军撤出刻赤半岛。15日，德军占领刻赤半岛。5月15至19日，苏军一面反击德军的攻击，一面横渡刻赤海峡撤往塔曼半岛，几天内共撤出近12万人。未及撤出的人员，则留在刻赤半岛的许多采石场内坚持战斗，最后大都壮烈牺牲。
刻赤半岛一战，在兵力兵器方面占有很大优势的苏军克里木方面军损失约17.65万人、347辆坦克、3476门火炮和迫击炮、400架飞机。这是苏军自莫斯科保卫战胜利以来的第一次严重失利。苏军最高统帅部对此十分重视，于1942年6月4日专门发出训令，总结了苏军失利的原因。训令指出：克里木方面军领导“不理解现代战争的性质”，是苏军失利的基本原因。这突出表现在，他们把各师展开成一线，没有建立第二、第三梯队，在敌人突破防线后，未能派出足够的兵力抗击敌人，封闭突破口；而且，不顾开阔平原的地形特点，让全部步兵和炮兵过分接近敌军；不能有效地组织各集团军之间、地面部队与航空兵之间的协同；撤退时缺乏组织；在战术上，当德军对左翼实施主要突击时，苏军不是及时采取有力措施加强右翼，而是消极待战，结果使德军轻易突破防线，达成合围。此外，官僚主义和文牍主义也是苏军失利的重要原因。
德军第11集团军夺取刻赤半岛之后，转而将全部兵力用于攻打塞瓦斯托波尔，共集结约20.4万人、450辆坦克、2000多门火炮和迫击炮以及600架飞机的强大兵力。与驻守塞瓦斯托波尔的苏军10.6万人、600门火炮和迫击炮、38辆坦克和53架飞机相比，德军占有明显优势。
6月2日至7日，塞瓦斯托波尔遭到德军地面及航空炮火的猛烈攻击。6月7日拂晓，德军转入进攻。德军第54军从北面和东北面对北湾东端实施主要突击，第30军从卡马雷地区越过萨莲山向塞瓦斯托波尔东南郊实施辅助突击，罗马尼亚山地军在中段进行牵制。头5天，苏军顶住了德军的疯狂进攻。由于德军成功地从海上封锁了苏军的交通补给线，塞瓦斯托波尔守军的补给日益困难，弹药日缺，兵力消耗也很大。相反，德军在得到第17集团军的加强后，突击力大大增强。至6月18日，德军在付出巨大代价后推进到北湾、因克尔曼和萨蓬山等地。6月29日，德军楔入塞瓦斯托波尔市区。6月30日，苏军被迫从坚守8个月之久的塞瓦斯托波尔撤退。
塞瓦斯托波尔的失守，使苏军失去了黑海舰队的主要基地，整个克里木落入德军之手。这对苏军来说，在相当大的程度上进一步恶化了总的形势；而对德国来说，自然是有利的，因为这样就使德军能腾出1个有作战能力的集团军和相当数量的加强兵器。
德军在刻赤发动进攻后的第5天，即1942年5月12日，苏军西南方面军在哈尔科夫方向转入进攻。
德军当时也正准备进攻，目的是守住哈尔科夫，消除第聂伯罗彼得罗夫斯克地域德军南翼交通线的危险，并占领北顿涅茨河以西、哈尔科夫东南地区，为尔后渡河东进创造条件。为此，德军在哈尔科夫地域集结了大量兵力。
苏军西南方面军的进攻开始时很顺利，各突击集团3天内就突破了德军第6集团军的防御，在哈尔科夫以北推进18至25公里，以南推进25至50公里，德军第6集团军处境危急。苏军如将快速兵团及时投入突破口，即可迅速扩大战果。但是，西南方面军领导被所谓兹米约夫地域有德军坦克重兵集团的情报所迷惑，直到17日才将各坦克军投入战斗，延误了战机。德军得以从容调集援军，封闭突破口，并在后方组织起顽强的防御，苏军进攻速度锐减。
5月17日晨，德军“克莱斯特”集群以15个师的兵力，在斯拉维扬斯克、克拉马托尔斯克地区转入反攻。这一情况完全出乎苏第9集团军和整个南方面军的预料。经过一昼夜激战，德军突破了第9集团军防线，向前推进20公里，很快对第57集团军和从南面进攻哈尔科夫的西南方面军突击集群的后方构成威胁。西南方面军军事委员会对这一严重威胁，没有给予应有的重视，苏军最高统帅部也未能认清形势，没有接受苏军总参谋长华西列夫斯基提出的立即停止对哈尔科夫进攻、以消除来自南面的威胁的建议。
5月18日，西南方面军的形势急剧恶化，华西列夫斯基再次建议停止进攻，抽调巴尔文科沃突击集团的主要兵力肃清楔入之敌，恢复第9集团军的态势，但再次遭到最高统帅部的拒绝。
5月19日，情况更趋恶化。直至下午德军楔入苏军后方、企图在巴尔文科沃突出部合围苏军时，苏军才下令停止对哈尔科夫的进攻，调转南部集团对付楔入的敌人，但是为时已晚。此时，德军已重创第9集团军，并将其赶过了顿涅茨河。随后，德军“克莱斯特”集群和第6集团军迅猛楔入苏军第6、第57集团军和博布金将军的集团军战役集群后方。23日，在巴拉克列亚以南10公里地域会合，合围了这些苏军。与此同时，德军还加强了在沃尔昌斯克方向的突击，并成功地合围了苏军第28集团军。
为了打破德军的合围，西南方向指挥部指令第38集团军从外部实施突击，但没有多大成效。被围苏军除小部突围成功外，大部坚持到29日被歼。
此战是苏军自刻赤失败后遭到的一次更为惨重的失败。苏军牺牲和被俘达23万人，损失坦克755辆、火炮和迫击炮5000多门。西南方面军副司令员科斯坚科中将等众多高级将领阵亡，而德军仅损失2万人。
苏军在刻赤、哈尔科夫的失利，使苏德战场南翼的形势和力量对比发生了有利于德军的急剧变化。德军不仅守住了哈尔科夫，而且消除了苏军对第聂伯罗彼得罗夫斯克地域德军南翼交通线的直接威胁，占领了北顿涅茨河以西、哈尔科夫东南地区，战役态势十分有利，重新夺得了主动权，并为夏季进攻创造了十分有利的条件。
相反，一度处于主动的苏军不仅没有夺得哈尔科夫，而且还被迫放弃了那些对夏季战役十分有用的重要地域和登陆场，兵力损失也很大。苏军在列宁格勒附近和杰米扬斯克地域的作战行动，以及西方向的作战行动也没有成功。这样，苏德战场的整个局势至6月底发生了不利于苏军的急剧变化，战略主动权重又落到德军手中。苏军只好转入战略防御。
第二节 德军的夏季进攻
德军统帅部在1942年春季夺得苏德战场的战略主动权后，决心利用有利形势加紧进行夏季进攻的准备，并于6月初制定了为在苏德战场南翼发动攻势而首先采取的两个大规模进攻战役计划，即沃罗涅日进攻战役和坎捷米罗夫卡进攻战役，统称“蓝色”行动。此时，苏德战场南翼已移至奥廖尔以东、沃罗涅日、米列罗沃、罗斯托夫，以及亚速海东岸一线。
沃罗涅日战役，预定在向心方向实施两个突击：一个从库尔斯克东北地域向沃罗涅日突击（代号“蓝色1号”），另一个从沃尔昌斯克向奥斯特罗戈日斯克方向实施突击（代号“蓝色2号”）。德军企图通过此役粉碎沃罗涅日方向上防御的苏军集团，将其围歼于旧奥斯科尔以西地域，前出到沃罗涅日至新卡利瓦特地段的顿河一线，并在顿河东岸占领登陆场。坎捷米罗夫卡战役（代号“蓝色3号”，亦称“克劳塞维茨”行动），则预定在德军推进到沃罗涅日地域以后开始。
根据制定的计划，德军实施第一个战役的突击集团于6月下半月在库尔斯克东北地域和哈尔科夫东北地域基本完成集结和展开。与此同时，在顿巴斯也开始集结兵力，准备实施第二个战役。为了保证夏季进攻战役的顺利实施，德军统帅部从德国、法国以及苏德战场其他方向抽调约29个师的兵力加强沃罗涅日方向的突击力量。
这样，德军南方集团军群的集团军总数增加到8个。此外，罗马尼亚第3集团军也正在向乌克兰调动。
为适应在西南方向实施重点进攻的需要，德军统帅部在夏季进攻前夕，对德军东线部队的指挥结构进行了调整。德军南方集团军群被分为B、A两个集团军群：B集团军群由博克元帅指挥，下辖德军第4装甲集团军，第2、第6集团军和匈牙利第2集团军；A集团军群由利斯特元帅指挥，下辖德军第21装甲集团军、第17和第11集团军，以及意大利第8集团军。这次改编于7月上旬最后完成。在B集团军群中又建立了由德军第2集团军、第4装甲集团军和匈牙利第2集团军组成的“魏克斯”集团军级集群。
截至1942年6月底，德军在苏德战场的兵力总共达11个野战集团军、4个装甲集团军、3个战役集群，共计230个师又16个旅，共560余万人、9000多门火炮和迫击炮、3700辆坦克和强击火炮、3200余架作战飞机。德军最大的重兵集团A、B两个集团军群，配置在苏德战场西南方向。这里展开了当时德军在苏德战场上的37%以上的步兵兵团和骑兵兵团，53%左右的装甲和摩托化部队。这两个集团军群的编成内共97个师90万人、1200辆坦克和强击火炮、1.7万余门火炮和迫击炮、1640架作战飞机。与德军这些部队相对峙的苏军，在人员和坦克的数量上与德军大致相等，但飞机、火炮较德军落后。
苏军经过5月和6月的数次战役后，尚未获得时间进行补充休整和调整部署。6月底，苏军在苏德战场北段和中段的部署基本未变，南翼较之5月初稍有变动。苏军撤销了西方向、西南方向、北高加索方向指挥部，布良斯克方面军、西南方面军和南方面军改由苏军最高统帅部直接指挥。布良斯克方面军、西南方面军和南方面军的任务是固守现有阵地，在沃罗涅日、斯大林格勒和高加索方向组织防御。新组建的高加索方面军负责掩护亚速海和黑海东岸。西方向和西北方向的苏军部队，基本任务是改善现有态势，牵制德军兵力。
6月28日，德军发起侵苏战争第二年的夏季进攻。德军B集团军群的“魏克斯”集群向苏军布良斯克方面军左翼突击，从苏军第13集团军和第40集团军的接合部突破了苏军防御。6月30日，德军第6集团军从沃尔昌斯克地域发起进攻，突破了苏军第21、第28集团军的防御。到7月2日，德军突破苏军布良斯克方面军左翼和西南方面军右翼的防御，并向纵深推进约80公里，给苏军造成了前出顿河、占领沃罗涅日的威胁。
为阻止德军进攻，苏军最高统帅部将大本营预备队中的3个集团军调至顿河地区，并将新编第5装甲集团军集中到北面的耶列茨地区，对进攻沃罗涅日的德军集团后方和侧翼实施反突击。苏军第5装甲集团军的反突击，迫使德军统帅部将沃罗涅日地域的突击集团分兵北调，从而削弱了德军对沃罗涅日的进攻。苏军的反突击措施，虽然降低了德军的推进速度，但德军仍于7月6日楔入沃罗涅日。
为便于指挥在沃罗涅日方向作战的部队，苏军最高统帅部于7月7日将布良斯克方面军左翼各集团军编为沃罗涅日方面军，并赋予其肃清顿河东岸德军并扼守东岸的任务。此时，德军向沃罗涅日方向的进攻虽被制止，但这个方向的形势仍十分危急。布良斯克方面军和西南方面军的防御地带正面约300公里、纵深150至170公里被德军突破，德军已前出到顿河，并在沃罗涅日以西强渡了该河，由北向南对苏军西南方面军右翼实施深远迂回，从而对西南方面军和南方面军后方构成极大威胁。
德军统帅部决定沿向心方向分两路向坎捷米罗夫卡实施突击。7月7日，德军A集团军群第1装甲集团军展开进攻，防守顿巴斯的苏军南方面军右翼和中央的部队有组织地向东南实施后撤。同日，德军第6集团军强渡黑卡利特瓦河，向东南发展进攻。至7月11日，进入顿河大弯曲部，从东北和东面包围了苏军西南方面军主力。苏军被迫在坎捷米罗夫卡以南和西南苦战。由于驻卡拉奇的西南方面军指挥部从7月7日起同所属部队大部失去联系，苏军统帅部决定西南方面军中央和左翼部队转隶南方面军。
德军前出顿河中游后，希特勒命令第4装甲集团军转隶A集团军群，从斯大林格勒方向转向罗斯托夫方向推进，以便对苏军南方面军实施更大合围。至7月15日，德军第4装甲集团军先头部队已前出到莫罗佐夫斯克和米列罗沃地域，德军第1装甲集团军先头部队则前出到卡缅斯克地域，苏军南方面军在顿河西岸的情况日益严重。为免遭合围，苏军统帅部决定将南方面军从顿巴斯撤过顿河，协同北高加索方面军部分兵力在上库尔莫亚尔斯卡亚至巴加耶夫斯卡亚一带的顿河东岸，以及罗斯托夫以北接近地组织防御。7月15日，苏军南方面军开始后撤，7月23日，德军第1装甲集团军楔入罗斯托夫，守卫该市的苏军第56集团军退至顿河东岸。至24日，南方面军主力已撤至顿河东岸。
6月28日至7月24日，苏军在沃罗涅日方向和顿巴斯进行的防御战役以失利告终，防御部队在德军突击下被迫后退150至400公里。德军突破布良斯克方面军和西南方面军的防御后，推进到顿河大弯曲部，攻占了重要战略据点罗斯托夫，强渡了顿河下游，从而对斯大林格勒和北高加索构成直接威胁。苏军最高统帅部对德军1942年夏季攻势主要突击方向判断失误，又无法及时调整部署做好防御准备，结果遭到失利。但是，德军合围并歼灭苏军西南方面军和南方面军的基本目的并未达到。苏军经过顽强抵抗，被迫后撤，随后进行了具有重大意义的斯大林格勒会战，以及高加索会战。
第三节 斯大林格勒会战
1942年春至1942年7月，苏军在哈尔科夫战役和克里木战役中的失利，使德军凭借其在西南方向的优势兵力向斯大林格勒方向和高加索方向迅速发展进攻。苏军在抵抗失败后，忍痛放弃了在经济上和战略上都具有重要意义的南部地区，退至伏尔加河和高加索山前地带。德军于7月中旬以前前出到顿河大弯曲部，威逼斯大林格勒附近的伏尔加河。于是，一次规模宏大的决定性会战，斯大林格勒保卫战拉开了帷幕。
斯大林格勒位于伏尔加河下游西岸、顿河大弯曲部以东约60公里处，是苏联欧洲部分东南部的政治、经济和文化中心，铁路和内河运输枢纽、欧亚两洲的咽喉，也是苏联重要的军事工业基地，在军事上具有重要的战略意义。战前人口约60万。斯大林格勒以西、以南为广阔的顿河下游地区、库尔班河流域和高加索，这些地区是苏联粮食、石油和煤炭的主要产区。
苏军士兵冒着炮火出击1941年乌克兰被德军占领后，斯大林格勒便成为苏联中央地区通往南方重要区域的唯一交通线的咽喉，战略地位更趋重要。斯大林格勒市区沿伏尔加河西岸延伸，呈狭长形，地势起伏不平，市内有许多高大建筑。城西近郊地势较高，城东河岸陡峭，城南多长条形湖泊。市区附近的伏尔加河河宽1~2公里，水深3~24米。
德军的战略企图是：集中主力于苏德战场南翼，迅速攻占高加索和斯大林格勒，占领巴库和伏尔加河下游地区，夺取丰富的石油资源、粮食和工业设施，尔后北取莫斯科，南出波斯湾。德军最初将主力集中在高加索方向，企图首先以斯大林格勒方向上的进攻行动保障对高加索的突击。
德A集团军群越向高加索推进，斯大林格勒地域的战斗对其后方的威胁也越大。陷入斯大林格勒的作战后，德军甚至想作短时间的摆脱都不可能，哪怕想在这里转入防御也不行了。对德军来说，摆脱当前困境的唯一出路就是，击溃苏军，夺取斯大林格勒地域。不解决这两个问题，要想稳定南方法西斯德军的整个战略战线，尤其是保障高加索方向，是不可能的。
由于防守斯大林格勒方向的苏军顽强作战，打乱了希特勒的计划，迫使其将主力转移至斯大林格勒方向进行决战，从而使这一方向很快就从辅助的地位变成了整个苏德战场上具有决定意义的方向。
苏军最高统帅部正确分析了形势，决心在苏德战场南翼组织坚强防御，阻止德军进攻，坚守斯大林格勒，逐步消耗德军突击集团，为组训和调遣预备队赢得必要的时间，在条件具备时，即转入反攻，以歼灭德军重兵集团，扭转整个苏德战场的形势。
德军统帅部最初指定由B集团军群的第6集团军和第4装甲集团军担任斯大林格勒方向的突击任务。但是，当B集团军群前出到顿河大弯曲部后，希特勒认为斯大林格勒方向无须用那么多兵力，遂命令第4装甲集团军从斯大林格勒方向南下，转隶A集团军群，以便向罗斯托夫发展进攻。为使第6集团军集中最大限度的兵力进攻斯大林格勒，又向B集团军群调拨了意大利第8集团军，该集团军前出到顿河沿岸，在顿河西岸的巴甫洛夫斯克至韦辛斯卡亚地段展开。在斯大林格勒方向担任空中支援任务的是得到德军第8航空军加强的第4航空队部分兵力。这样，截至7月17日，在斯大林格勒方向进攻的德军部队计有实力较强的德军第6集团军的14个师（约27万人）、3000门火炮和迫击炮、近500辆坦克和1200架飞机。
为了建立新的防线，苏军从纵深前出后，从行进间就地占领了没有构筑防御设施的阵地。斯大林格勒方向的大多数部队都是新建部队，又非常缺乏歼击航空兵、反坦克和防空火器，许多师弹药不足。
鉴于斯大林格勒方向所形成的独立性和双方在这里已集结大量兵力，为便于统一指挥防御部队抗击德军进攻，苏军最高统帅部遂于7月12日决定在西南方面军原有基础上组建斯大林格勒方面军，担负斯大林格勒方向的防御任务。铁木辛哥元帅被任命为方面军司令员（7月22日起，方面军司令员改为戈尔多夫中将）。
实际上，到7月17日，在德军第6集团军当面对峙的主要是苏军第62、第63集团军的12个师约16万人、2200门火炮和迫击炮、约400辆坦克和454架飞机。此外，苏军远程轰炸航空兵和国土防空军歼击航空兵可提供一定的空中支援。
斯大林格勒方面军的任务是：（1）固守巴甫洛夫斯克至上库尔莫亚尔斯卡亚一线，阻止德军向伏尔加河推进，消耗、削弱德军的有生力量；（2）坚决守住斯大林格勒，钳制德军突击集团主力，为尔后转入反攻歼灭德军重兵集团创造条件。鉴于要以有限兵力防守很长的防线，方面军决心集中主力于左翼的顿河大弯曲部，并掌握强大的战役预备队，准备适时向西南和西方实施强大的反突击，粉碎德军进攻。
为了保卫斯大林格勒及其市区，苏军在顿河与伏尔加河之间还构筑了4道防御地带（防御围廓），即外层围廓、中层围廓、内层围廓和市区围廓。会战开始前，尽管这些围廓的工程仅完成40%至50%，但仍对城市防御起到不小的作用。18万余名斯大林格勒居民参加了防御围廊和方面军机场的修建。
斯大林格勒城防委员会和州党委，采取多种措施加强民兵和城市消防，组织了由工人、农民组成的许多民兵营。
苏军统帅部采取的措施，改善了斯大林格勒方向的形势，消除了德军突然冲至伏尔加河的威胁。
为攻占斯大林格勒，德军第6集团军司令决定：对斯大林格勒市中心实施两路突击，即以4个师的兵力从亚历山大罗夫斯克地域向东，以3个师的兵力从萨多瓦亚车站地域向东北，分别实施突击，分割苏军防线。斯大林格勒西北和以南的其余德军部队，则采取牵制行动。
截至9月12日，苏军斯大林格勒方面军有6个集团军防守从巴甫洛夫斯克到耶尔佐夫卡一线；东南方面军有4个集团军防守斯大林格勒市区和南部的湖泊地带。
9月13日，德军第6集团军开始对市区中部大举进攻。从9月13日到26日，德军向市中心的第62集团军所属部队反复发动冲击。9月14日，德军进攻马马耶夫岗和及号火车站，在不到4公里宽的正面集中了4个师。1号火车站的争夺持续一周之久，反复易手13次。截至26日，德军以惨重代价在一个宽约10公里的地段击退苏军，占领了市中心区一部和城市南部，从库波罗斯诺耶地域前出到伏尔加河岸，切断了苏军第62集团军与第64集团军的联系。
9月28日，斯大林格勒方面军改称顿河方面军，东南方面军改称斯大林格勒方面军。
10月27日，经补充后的德军开始发动第二次大规模强攻，主要突击指向在北部工厂区和奥尔洛夫卡地域防御的苏军部队。结果，双方在这里形成胶着状态，展开了反复争夺战。10月14日和11月11日，德军先后攻占了拖拉机厂和“街垒”工厂南部，并从这两处突至伏尔加河河岸。苏军第62集团军被分割成3个孤立部分，但在市区仍固守着3个登陆场，面积分别为14平方公里、1.28平方公里和1平方公里。第62集团军依托这3块被分割的阵地，顽强死守，阻止德军进攻，一直坚持到防御战结束。
德军为攻占斯大林格勒，仅10月份就向斯大林格勒地域增调约20万人、近90个炮兵营（5万人和1000多门火炮）、约40个受过专门攻城训练的工兵营。在苏军第62集团军的防御正面上，德军主要突击兵团达8个师，约9万人，并配备有300余辆坦克。德军不但实施猛烈的地面进攻，而且对斯大林格勒进行了大规模空袭。在市区争夺的67天中，德军共出动飞机7万余架次，平均每昼夜1000至1500架次以上。苏军航空兵在市区战斗期间，共出动飞机4.5万余架次，平均每昼夜670余架次。
苏军为增加城防兵力，确保第62集团军不断得到新锐部队补充，以便长久地与德军反复争夺，从9月14日至10月16日的33天中，陆续向市区增派了10个步兵师、2个坦克师和1个步兵旅。伏尔加河区舰队在从伏尔加河东岸向斯大林格勒运送人员、弹药和粮食方面发挥了重要作用。区舰队的舰艇经常在德军炮兵和航空兵的袭击下渡过伏尔加河，把数万名战士和数万吨物资送到斯大林格勒。区舰队的渡河拖船、渡轮和装甲艇，在保卫斯大林格勒市期间，共完成约3.5万次航行。
9月中旬至10月4日，苏军先后在城北以及城南湖泊之间阵地发起反攻，迫使德军不断从突击斯大林格勒的部队抽调兵力应付苏军的这些突击。为减轻德军对斯大林格勒市区的压力，苏军顿河方面军突击队于10月19日从斯大林格勒以北转入进攻。10月25日，第64集团军也从南边对德军侧翼实施反突击。这一系列攻势行动有效地改善了第62集团军的困难处境。朱可夫元帅在其回忆录中指出：斯大林格勒以北苏军地面部队和航空兵的作战行动，对第62、第64集团军固守斯大林格勒给予了不可估量的帮助。
到1942年11月18日，斯大林格勒会战的防御阶段共持续4个月。德军先后调来50多个师的兵力，但始终未能实现其战略企图。德军在夺取斯大林格勒的作战中遭受巨大损失，死伤近70万人，损失火炮和迫击炮2000多门、坦克和强击炮1000多辆、战斗机和运输机1400多架。德军完全被苏军钳制在斯大林格勒城下，陷入被苏军半包围的态势。在这种形势下，苏军已悄悄地完成大反攻的准备。
苏军最高统帅部规定了1942年底至1943年初的战略任务：彻底改变苏德战争进程，解放南方重要工农业地区，粉碎德军对列宁格勒的封锁，稳定莫斯科—斯摩棱斯克方向。鉴于德军并未耗尽其全部进攻力量，苏军最高统帅部决定逐次消灭德军集团，首先消灭伏尔加河与顿河之间的德军重兵集团，进而击溃德军在南翼的全部军队。
苏军大本营和总参谋部从1942年9月起即开始拟制由3个方面军实施的围歼斯大林格勒地域德军的反攻计划。11月13日，苏军统帅部批准代号为“飓风”的反攻计划。计划总企图是，利用苏军对德军第6集团军和第4装甲集团军所形成的有利包围态势，以3个方面军对德军两翼实施突击，合围德军，尔后消灭伏尔加河与顿河之间的德军主力。
截至反攻开始前，苏军在斯大林格勒方向共展开3个方面军：即西南方面军、斯大林格勒方面军和顿河方面军，总兵力达110余万人，火炮和迫击炮1万5500门，坦克1500辆，作战飞机1300余架。
转入反攻的日期规定为：西南方面军和顿河方面军11月19日，斯大林格勒方面军11月20日。这是因为，各方面军突击集团必须同时抵达卡拉奇和苏维埃茨基地域。西南方面军的突击集团应在3昼夜内向前推进110至140公里，斯大林格勒方面军应在2昼夜内向前推进90公里。
为了牵制苏德战场其他地段的德军，使德军不能在苏军反攻期间向斯大林格勒方向调遣兵力，苏军最高统帅部决定于11月下半月和12月，以加里宁方面军部分兵力在大卢基方向展开进攻，以西方面军的军队在加里宁方面军部队协同下，对尔热夫和维亚兹马的德军实施突击，以外高加索方面军的军队向莫兹多克方向进攻。
11月19日拂晓，在持续80分钟的炮火准备后，苏军西南方面军以及顿河方面军右翼部队开始突击，揭开了反攻的序幕。苏军主要突击首先指向战斗力较弱的罗马尼亚第3集团军。在苏军第5坦克集团军和第21集团军突破罗马尼亚军队防御后，配置在罗军后方的德军企图以强大的反突击阻止苏军前进，但被苏军粉碎。在达成对罗马尼亚第3集团军的突破后，苏军即快速向纵深推进。到日终时，进入突破口的苏军各部队已向德军纵深推进30~35公里，并继续向卡拉奇推进。作战第一天，苏军顿河方面军只有第65集团军参战。该集团军切断了德军从顿河小弯曲部向西的退路，楔入德军防御纵深3~5公里。11月23日，西南方面军所属第5坦克集团军第26坦克军和第21集团军的第4坦克军，攻占了顿河东岸重要支撑点卡拉奇。11月24日，西南方面军围歼了被围在拉斯波品斯卡亚地域的罗马尼亚集团。
11月20日，斯大林格勒方面军第51、第57集团军以及第64集团军左翼部队在斯大林格勒以南转入反攻，当日突破德军防御。第51集团军的第4机械化军，于11月22日前出到苏维埃茨基。23日，该机械化军与西南方面军第4坦克军在卡拉奇和苏维埃茨基会合，合围了斯大林格勒附近德军集团的基本兵力（德军第6集团军以及第4装甲集团军一部），共计22个师，约33万人。苏军很快构成了绵亘的合围对内正面。11月24日，顿河方面军和斯大林格勒方面军向被围在斯大林格勒附近的德军集团展开进攻。
为加强合围对外正面上的兵力，苏军开始调整部署。从11月24日到30日，苏军航空兵在斯大林格勒地域共出动飞机5760余架次，平均每昼夜824架次，比德军出动架次多4倍，并取得了制空权。到11月30日日终前，德军被压缩在方圆不到1500平方公里（东西40公里，南北30至40公里）的地域内。在此期间，苏军西南方面军和斯大林格勒方面军成功地击退了德军新建的“霍利德”战役集群的突击，并沿克里瓦亚河、奇尔河、顿河、科捷尔尼科沃以北之线组成了宽达500余公里的合围的对外正面。
苏军统帅部企图于12月初即对被围德军进行割裂、歼灭，由于准备不够充分，加之德军收缩了战斗队形，并利用了苏军1942年夏季构筑的工事，2个方面军围歼德军的企图没有成功。因此，苏军最高统帅部命令合围对内正面的苏军暂停进攻，着手进行进一步的周密准备。
德军统帅部为解救其被围集团和恢复斯大林格勒附近的原有态势，决定在科捷尔尼科沃和托尔莫辛地域集结新锐部队，并向斯大林格勒实施突击，突破苏军合围的对外正面，解救其第6集团军和第4坦克集团军，然后恢复顿河防线。
为此，德军统帅部于11月初将在合围圈对外正面作战的德军改编为顿河集团军群（司令为曼施泰因元帅），并从德、法和苏德战场其他方向抽调部队加强该集群。顿河集团军群下辖“霍利德”战役集群（由德军第17军及5个德军师、5个罗马尼亚师编成）、罗马尼亚第3集团军残部、“霍特”战役集群（由重新组建的德军第4装甲集团军和罗马尼亚第4集团军组成）。被围在斯大林格勒附近的德军第6集团军名义上也归顿河集团军群指挥，但实际上由希特勒直接控制。顿河集团军群司令部是在德中央集团军群第11集团军司令部基础上建立的。
顿河集团军群在韦慎斯卡亚至马内奇河的600公里战线上共展开30个师（不包括被围困在斯大林格勒附近的集团），其中有6个装甲师和1个机械化师。这些部队严重缺员，战斗力很差。苏军攻占卡拉奇以后，切断了德军向斯大林格勒地域被围部队运送补给的主要通路，德第6集团军唯有依赖空运勉强维持。但希特勒仍下令第6集团军死守斯大林格勒，不得撤退。
在希特勒的严令下，德军计划从托尔莫辛地域和科捷尔尼科沃地域这两个方向对苏军实施突击，但由于缺少足够的预备队同时组建2个突击集团，以及苏军在合围对外正面的积极作战，德军无法实现这一意图。于是，12月12日，德军“霍特”集群不待托尔莫辛突击集团集结完毕，就沿科捷尔尼科沃通往斯大林格勒的铁路转入进攻，突击沿140公里正面上防守的苏军第51集团军，企图解救被围困在斯大林格勒附近的德军集团。前2天的进攻，德军在一个狭小地段上突破苏军防御，并楔入纵深40公里。
苏军最高统帅部决定，斯大林格勒方面军先实施防御，粉碎德军增援，尔后再歼灭被围之敌。
斯大林格勒方面军迅速将兵力、兵器从合围的对内正面向合围的对外正面机动，以第57集团军第13坦克军以及方面军预备队的1个步兵师和1个坦克旅加强第51集团军，又将统帅部预备队第5突击集团军的3个步兵师调至梅什科瓦河北岸设防。
苏军积极而顽强的防御，消耗了德军科捷尔尼科沃集团，并将其阻止在梅什科瓦河畔。
为迅速消灭德军科捷尔尼科沃集团，苏军最高统帅部从预备队中抽调近卫第2集团军（原定用于消灭被围德军集团，属顿河方面军编成），配属给斯大林格勒方面军。
12月19日，德军增调1个装甲师后再度发起攻击。23日前，德军第4装甲集团军的第57装甲军进抵梅什科瓦河，一度与被围德军集团相距不到40公里。德军在进攻中付出了沉重代价。
12月24日，斯大林格勒方面军转入反攻。计划规定：近卫第2集团军向科捷尔尼科沃实施主要突击，第51集团军以其右翼从斯大林格勒—科捷尔尼科沃铁路实施突击，第5突击集团军沿顿河西岸向南实施突击。
12月29日，苏军攻占科捷尔尼科沃，德军向西和西南方向退却。至12月底，苏军歼灭了罗马尼亚第4集团军，并重创德军第4装甲集团军的第57装甲军，将德军击退到距斯大林格勒200公里远的集莫尼基地域。这次作战的成功，粉碎了德军科捷尔尼尔科沃集团解救被围德军的计划，也为尔后向罗斯托夫方面发展进攻创造了有利条件。
另外，苏军在托尔莫辛方向也采取了积极行动。西南方面军12月初的原计划是在顿河中游实施进攻战役，并向米列罗沃、罗斯托夫方向发展进攻。根据德军12月12日从科捷尔尼科沃地域发起进攻等新的情况，苏军最高统帅部对原计划做了一些修改，于13日决定：西南方面军放弃向罗斯托夫的深远突击，从上马蒙地区不再向南，而改向东南，向下阿斯塔霍夫方向实施主要突击，以歼灭德军顿河集团军群。当前任务是以近卫第1、第3集团军围歼意大利第8集团军和“霍利德”战役集群的部队，尔后进攻莫罗佐夫斯克。沃罗涅日方面军的第6集团军从西面保障西南方面军突击集团的进攻，为此，应从上马蒙以西地域向坎捷米罗夫卡总方向实施突击。
12月16日拂晓，西南方面军和沃罗涅日方面军突击集团同时发起进攻。为尽快突破德军防御，苏军近卫第1集团军和第6集团军所属各坦克军第一天即全部投入了战斗。17日，近卫第3集团军的机械化军也投入战斗。经3天激战，苏军在5个方向上突破了德军防御，德军200公里的防御正面被分割成4个孤立的地段。在苏军从后方和翼侧的突击下，意军和德军向南方和西南方向退却。苏军近卫第1集团军和第6集团军所属各坦克军，以及近卫第3集团军的1个机械化军，一面歼灭德军退却纵队和后方机关，一面迅猛向南和东南发展进攻。12月24日，苏军近卫第1集团军坦克第24军出敌不意地楔入塔钦斯卡亚，夺占了德军向斯大林格勒实施空运的机场，以及300余架军用飞机和后勤仓库。这一举措，使德军失去了空运补给基地，同时也切断了德军运送补给和部队的唯一铁路交通线。
21日至24日，苏军突击集团各部队协同作战，在麦什科夫斯基卡亚地域合围并歼灭意大利第8集团军主力。12月底，西南方面军已推进100至200公里，抵达新卡利特瓦、马尔科夫卡、米列罗沃、伊林卡、莫罗佐夫斯克、奥勃利夫斯卡亚一线，并在此设防固守。至此，德军托尔莫辛集团基本被歼。苏军西南方面军和沃罗涅日方面军的任务遂告完成。此次胜利，不仅粉碎了德军从顿河中游解救被围在斯大林格勒附近德军集团的企图，也削弱了德军从科捷尔尼科沃方向对斯大林格勒方面军的压力，并为苏军尔后向伏罗希洛夫格勒和沃罗涅日实施进攻创造了有利条件。
至1943年1月初，斯大林格勒地区的合围对外正面已向前推移200至250公里，被围德军人数已从33万减员到25万，近8万人已在战斗中被歼或被俘。被围德军所占地区受到苏军炮火控制。弹药、油料和粮食储备已消耗殆尽。苏军航空兵还对合围地域进行了空中封锁，粉碎了德军向被围部队空投补给的企图。被围德军的覆灭已成定局。
早在1942年12月底，苏军最高统帅部就制定了歼灭德军第6集团军的进攻作战计划，代号为“指环”，由得到加强的苏军顿河方面军负责实施。
1943年1月8日，苏军向被围德军发出最后通牒，敦促其停止抵抗，缴械投降，遭到德军拒绝。1月10日拂晓，顿河方面军经炮火准备后发起进攻。尽管德军进行了顽强抵抗，方面军突击集团仍于日终前在许多地段突破德军防御，向纵深推进6~8公里。在发展进攻过程中，苏军于1月12日夺取了马里诺夫卡突出部，消灭该地德军近3个师。1月25日，苏军楔入斯大林格勒西郊。1月26日日终，分别由东西两个方向进攻的苏军第26集团军和第21集团军在红色十月新村、马马耶夫岗地域会师，将德军分割成南、北两个部分。德军南部集群被压缩在市中心，北部集群被压缩在拖拉机工厂和“街垒”工厂区。1月27至31日，苏军对德军南、北两个集群实施了突击。德军战斗力已急剧降低，开始大批投降。1月31日，德军南部集群停止抵抗，刚被希特勒提升为元帅的德军第6集团军司令保卢斯及其参谋长被俘。2月2日，在苏军炮火猛烈袭击下，德军北部集群也被迫停止抵抗。苏军顿河方面军最终完成了歼灭斯大林格勒被围德军集团的任务，斯大林格勒会战至此全部结束。在“指环”战役中，苏军顿河方面军各部队共俘敌9.1万余人，其中包括保卢斯陆军元帅在内的2500余名军官和24名将军。在各战场则收集了约14万具被击毙德军官兵尸体。
在斯大林格勒反攻作战过程中，苏军共消灭德军第6集团军、第4装甲集团军、罗马尼亚第3~第4集团军和意大利第8集团军。德军一方共损失32个师和3个旅，另有16个师遭重创，损失人员80余万、坦克和强击火炮近2000辆、火炮和迫击炮1万余门、作战和运输飞机约3000多架，以及汽车7万多辆。苏军把德军从伏尔加河和顿河打退几百公里。
在200个日日夜夜的斯大林格勒会战中，苏联军民充分表现了大无畏的英勇气慨，进行了艰苦卓绝的顽强作战，计损失113万人，终于取得了辉煌的胜利。德军在整个会战中，总共损失150万人，占其当时在苏德战场作战总兵力的1/4.德国由于斯大林格勒会战的惨败，宣布致哀3天。
斯大林格勒会战结束后，从南到北的苏军各个方向的反击作战也频频告捷：列宁格勒、顿河流域、北高加索等地的德军先后败退。
斯大林格勒会战的胜利，大大提高了苏联的国际地位，扩大了社会主义制度的影响，巩固和扩大了国际反法西斯统一战线，进一步坚定了世界人民共同打败法西斯集团的信心，促进了世界反法西斯斗争的新高潮。1942至1943年，苏联同澳大利亚、古巴、埃及、哥伦比亚、埃塞俄比亚等许多国家建立了外交关系，还同卢森堡、墨西哥和乌拉圭先后恢复了外交关系。会战的胜利，促进了在反法西斯同盟国团结合作道路上具有重要意义的苏美英三国首脑第一次会议——德黑兰会议的召开。
第四节 1942年冬季攻势
苏军统帅部根据此时的形势，提出了1942年底至1943年初实施冬季战局的战略企图，即：在从拉多加湖到大高加索山麓的广阔正面上依次实施一系列进攻战役，击败德军强大集团，夺取战略主动权，取得卫国战争的决定性转折。斯大林格勒的反攻则被放在头等重要的地位。根据苏军最高统帅部的战略企图，苏军应首先消灭伏尔加河与顿河之间的德军集团，尔后在北高加索、顿河上游和列宁格勒实施突击。为牵制敌人，使其无法调动兵力，还计划在大卢基、尔热夫和维亚兹马等地域实施进攻战役。一旦顺利完成上述任务，即在库尔斯克方向、哈尔科夫方向和顿巴斯发展战略进攻。
苏军把主突方向放在西南战略方向并把基本力量集中在这一地区，系出于多种考虑。一是这里聚集着德军兵力最大、威胁最大的集团（占苏德战场敌步兵兵团的18%和坦克兵团的29%），粉碎这一集团，就能使苏军重新夺取战略主动权，并为其他战略方向发起进攻创造有利条件。二是解放重要的经济区将增加苏联的物质和人力资源，解除敌军对巴库的威胁。三是斯大林格勒方向是敌军战略防御的弱点，敌军基本兵团都已投入攻城作战，在翼侧仅部署有战斗力不强的罗马尼亚和意大利军队。此外，在西南方向向罗斯托夫和塔甘罗格展开进攻，能分割敌A集团军群，从而使顿河中游敌军翼侧暴露。
在苏德战场南翼，德军在斯大林格勒附近和北高加索作战的突击集团还没有来得及建立强固的防御，而且是分散在从沃罗涅日到厄利斯塔和从莫兹多克到诺沃罗西斯克的广阔正面上。因此，苏军最高统帅部决定：作战第一阶段，在斯大林格勒—罗斯托夫方向集中重兵，投入坚决的反攻，合围并歼灭斯大林格勒地域的敌军主要集团；尔后，将增调的预备队投入交战以扩大战略反攻正面，击溃顿河中游的敌军，并向卡缅斯克—沙赫亭斯基、罗斯托夫总方向实施突击，切断北高加索敌军庞大集团撤向顿巴斯的退路，进而击溃德军在苏德战场南翼的全部军队。苏军决定，首先把兵力集中在伏尔加河与顿河之间，实施当前作战的主要战役斯大林格勒—罗斯托夫方向的进攻战役，斯大林格勒附近的反攻则是当前作战的最重要的战役。
在展开斯大林格勒方向反攻准备工作的同时，苏军其他方向的方面军也受命做好进攻准备：列宁格勒方面军和沃尔霍夫方面军要做好突破敌人对列宁格勒围困的准备；西北方面军、加里宁方面军和西方面军应于1942年10至11月在莫斯科方向共同实施进攻战役，以击溃尔热夫地域和诺沃索科耳尼基地域的敌人；外高加索方面军固守占领地区，其北方集群应于11月初完成进攻准备，准备击败德军莫兹多克集团。
由于一年半的战争消耗损失，战时生产走上轨道不久，而且战线太长，不能在短期内在斯大林格勒方向集中很多兵力，因而苏军进攻的兵力优势并不很大。
冬季战局是从斯大林格勒方面军、顿河方面军和西南方面军在斯大林格勒方向的反攻开始的，结果歼灭德军重兵集团约33万人。
为发展斯大林格勒反攻的胜利，苏军最高统帅部决定展开战略总攻。进攻主要方向仍选在西南战略方向，目的是击溃德军B、顿河、A集团军群，解放第聂伯河东岸乌克兰地区。同时，在正西方向上对德中央集团军和在西北方向上对杰米扬斯克突出部的德军展开进攻。
从1943年1月开始，在苏军顿河方面军围歼德军第6集团军的同时，苏军布良斯克方面军、沃罗涅日方面军、西南方面军、南方面军（原斯大林格勒方面军）、外高加索方面军等也相继展开进攻。
苏军在斯大林格勒附近实施反攻时，苏军外高加索方面军也在那尔契克、莫兹多克和土阿朴谢方向对德军进行了多次反突击，牵制了德军A集团军群的兵力，有力地支援了苏军在斯大林格勒方向的作战。1942年年底，高加索战场主动权已转入苏军手中。到1943年1月1日，北高加索德军已没有战役预备队。斯大林格勒附近苏军的反攻，为高加索苏军造成了合围德军集团的有利形势。因此，德军统帅部从1943年1月1日起，就仓促将其第1装甲集团军沿北高加索铁路向西北撤退。1月5日，又开始撤退其在高加索山脉一带的军队。德军对受威胁最大的克拉斯诺达尔方向，也采取了一系列加强防御的措施。
苏军歼灭德军北高加索集团的总企图是：以2个方面军的部队从东北、南面和西南实施协调一致的突击，分割并歼灭德军A集团军群主力，不让其撤出北高加索，解放顿河、库班和捷列克等工业区和农业区。为实现总企图，苏军的具体部署如下：
南方面军以右翼第5突击集团军和近卫第2集团军实施主要突击，沿顿河下游进入罗斯托夫地域，以切断德军整个北高加索集团北撤退路。为了合围德军A集团军群的基本兵力，计划实施两个突击：一个是以外高加索方面军黑海集群左翼部队向克拉斯诺达尔、季霍列茨克方向实施；另一个是以南方面军左翼各集团军（第51、第28集团军）向萨尔斯克、季霍烈茨克方向实施。尔后，这两支部队向罗斯托夫发展突击。此外，黑海集群还向诺沃罗西斯克进攻，消灭德军第17集团军右翼诸兵团，攻占塔曼半岛。外高加索方面军的北方集群右翼应向莫兹多克、阿尔马维尔进攻，阻止德军第1装甲集团军各兵团有组织的撤退。西南方面军左翼拟向伏罗希洛夫格勒方向突击，保障南方面军右翼各部队向罗斯托夫方向的突击。
1月1日，苏军北方集群在斯达夫罗波尔方向开始追击德军。此前，德军已将其第2装甲集团军向西北撤退。1月3日，北方集群收复莫兹多克，5日，收复普洛赫拉得内依，8日日终，前出到库马河、马尔卡河和绕尔克河沿岸。10日，北方集群突破德军沿这几条河流建立的中间防御地区，并继续向前追击。11日，收复屯积有大量物资的矿水城车站，同时解放了疗养地吉斯洛沃得斯克和彼阿提哥斯克。21日，收复斯达夫罗波尔边区首府斯达夫罗波尔。24日，前出到普利弗尔诺耶、阿马维尔、苏维特一线。同一日，北方集群根据苏军最高统帅部的决定，改编为北高加索方面军。
黑海集群于1月11日在个别方向上发起进攻，其主要突击集团则于1月16日拂晓在克拉斯诺达尔方向发起进攻。至1月22日，黑海集群各部队向北推进了20公里，于2月1日前出到法秀林斯卡姬至道赫塔姆卡依的库班河沿岸一线。黑海集群的进攻是在极其困难的条件下进行的。恶劣的天气和复杂的山地，给后勤补给和航空兵支援造成很大困难。集结在克拉斯诺达尔方向的德军部队又是德军的主力。这一切使苏军前进异常迟缓。直到12日，黑海集群各部队才解放克拉斯诺达尔边区首府克拉斯诺达尔。
接着，苏军北高加索方面军以及外高加索方面军的黑海集群，发起了合围并消灭德军集结在库班河附近集团（约23至24个师）的战役。由于德军的顽强抵抗，苏军未能歼灭德军集团，但将其压缩至塔曼半岛，至1943年秋季才将其驱走。
苏军南方面军于1月1日开始实施罗斯托夫进攻战役，所属部队向罗斯托夫和萨尔斯克方向转入进攻。2月6日，解放了巴达依斯克，2月14日，解放罗斯托夫。
在进攻过程中，苏军重创德军。1至4月，前进160至600公里，解放了北高加索（塔曼半岛除外）、罗斯托夫州一部、库班全境、乌克兰一部，前出到亚速海，然而未能合围北高加索德军集团。德军统帅部将其第1装甲集团军5个师经罗斯托夫撤至顿巴斯，而A集团军群主力则于6月初撤至库班河下游地区和塔曼半岛固守。6月初，北高加索方面军根据苏军最高统帅部大本营命令转入防御，并开始为拔除德军塔曼登陆场准备最后一战。
苏军高加索会战的防御阶段以及反攻阶段前期，是与斯大林格勒会战同时进行的。两个会战互相配合，互相影响。高加索防御战牵制了德军兵力。而斯大林格勒附近苏军转入反攻，又为高加索方向的苏军造成了合围德军集团的有利态势。
在实施解放北高加索各次战役的同时，苏军还向库尔斯克和哈尔科夫方向以及在顿巴斯展开了进攻。进攻于1943年1月中旬开始，由沃罗涅日方面军，在西南方面军和布良斯克方面军两个方面军部分兵力配合下，对德军B集团军群主力沃罗涅日集团（德军第2集团军、匈牙利第2集团军以及意大利第8集团军的左翼）先后实施了奥斯特罗戈日斯克—罗索什战役和沃罗涅日—卡斯托尔诺耶战役，旨在歼灭德军B集团军群主力。
奥斯特罗戈日斯克—罗索什战役于1月13日发起，沃罗涅日方面军所属部队向罗索什和奥斯特罗戈日斯克实施相向突击，18日日终前在伊洛斯夫科耶、阿列克谢耶夫卡地域合围了奥斯特罗戈日斯克—罗索什集团（匈牙利第2集团军、德军第24装甲军和意大利阿尔卑斯步兵军）。至24日，被围集团大部被歼。至27日，完全歼灭冲出合围圈逃到瓦卢伊基以东的罗索什集团残部。
此役，苏军在德军防御上打开一个宽250公里的缺口，向纵深推进了140公里，从敌军手中解放约2.2万多平方公里土地，包括奥斯特罗戈日斯克、罗索什、科洛特亚克、阿列克谢耶夫卡、瓦卢伊等城市和铁路枢纽，击溃敌军15个师，重创6个师，俘敌8.6万余名。由于在敌防线上打开一个大的缺口，因而为实施沃罗涅日一卡斯托尔诺耶战役和向哈尔科夫方向进攻创造了条件。
沃罗涅日一卡斯托尔诺耶战役由沃罗涅日方面军会同布良斯克方面军左翼部队，于1月24日至2月2日实施。
1月24日，苏军第40集团军所属第4坦克军首先发起进攻，于次日日终前楔入敌防御纵深20至25公里，对沃罗涅日德军造成合围威胁。德军统帅部开始将军队撤向顿河对岸。25日，苏军第60集团军在追击敌人过程中解放了沃罗涅日。第38集团军和第13集团军也先后于25日和26日转入进攻，向卡斯托尔诺耶总方向实施突击。1月28日，苏军各部队突击集团会合于卡斯托诺耶地域，切断敌军集团西撤主要道路。与此同时，苏军第13、第40集团军一部顺利西进，构成合围对外正面。德军第2集团军基本兵力和匈牙利第3军（共约9个师）在卡斯托尔诺耶东南地域陷入合围。1月29日，沃罗涅日方面军开始歼灭被围敌军。任务最初由第38集团军以及第40集团军部分兵力实施。沃罗涅日方面军主力和布良斯克方面军左翼，则奉命开往提姆河和奥斯科耳河地区，以便向库尔斯克和哈尔科夫方向实施新的进攻。2月2日，布良斯克方面军和沃罗涅日方面军开到指定地区。至此，沃罗涅日—卡斯托尔诺耶战役实际上已经结束。