这样，包围圈内的第6集团军25万人的命运就决定了。在俄罗斯的冰雪天地中，他们缺衣少食，冻伤、斑疹、伤寒、痢疾造成大量的死亡。由于保卢斯拒绝了苏军的劝降，1943年1月10日，苏军开始总攻。德军进行了顽抗，但是无法摆脱覆灭的命运。2月2日，包围圈内最后一支德军部队也投降了。在最后关头，希特勒授予了保卢斯元帅节杖，意思是要他杀身殉国，因为德国历史上还没有一个元帅被俘虏过。但是保卢斯并没有自杀，他成为了苏军的俘虏。第6集团军全军覆没，91000人被俘。
斯大林格勒战役以苏军的胜利告终，这是东线乃至整个第二次世界大战的转折点。这个战役也标志着苏军战略战术上的巨大进步。经历了战争初期的多次大败之后，布琼尼、伏罗希洛夫、铁木辛哥等过时的将领被淘汰，苏军年轻的新一代指挥员成长起来，在交了昂贵的学费之后，他们慢慢从敌人那里学会了闪击战的战术，并以其人之道还治其人之身。
