4 советских фронта под общим командованием генерала армии Г. К. Жукова после 80-минутной артподготовки начали контрнаступление под Сталинградом. Воронежский, Юго-Западный и Донской фронты ударили по северной части города, а Сталинградский фронт – по южной. Соотношение сил на Сталинградском фронте к моменту наступления было таково: советские войска насчитывали 1 млн 133 тыс. человек при 1 463 танках, штурмовых и самоходных орудиях, 15,5 тыс. орудий и минометов, 1 350 самолетов; немецкие, румынские и итальянские войска – 1 млн 011 тыс. человек, 675 танков, штурмовых и самоходных орудий, 10 290 орудий и минометов, 1 215 самолетов. Слишком растянутые немецкие части (а их фланги состояли в основном из румынских частей, совершенно не горевших желанием погибать в России) не выдержали, и ловушка 23 ноября захлопнулась. Внутри оказалась 6-я армия Паулюса, а остатки группы армий «Б» под командованием генерал-лейтенанта фон Вайхса откатились назад.
Немцы ждали наступления под Сталинградом, но не ожидали, что оно примет такой размах. Румыны сдавались еще до окружения. Паулюс был готов с боями пробиваться из окружения, но Гитлер приказал ему держаться, заверив, что снабжение будет организовано с воздуха.
Отличился в боях подполковник Петр Алексеевич Белик (1909–1980), командир 8-го отдельного мотоциклетного полка. Введенный в прорыв, в течение 8 суток он совершил рейд по глубоким тылам противника, разгромив его штабы, склады, разрушив железнодорожное полотно, линии связи на перегоне Сталинград – Лихая и аэродром в районе станицы Обливская.
21 ноября
Войска Сталинградского фронта вышли в район Абганерово.
23 ноября
В районе Калача встретились соединения 21-й и 57-й армий, сомкнув внутреннее окружение вокруг армии Паулюса, а на внешнее кольцо окружения по левым берегам рек Кривая, Чир, Дон, севернее Котельниковского начали выходить части 51-й армии и 5-й танковой армии. Паулюсу было приказано организовать оборону и ожидать войск под командованием фельдмаршала Манштейна. Однако Манштейна встретили свежие советские силы, и все его попытки деблокировать армию Паулюса не удались.
Попавшие в кольцо к 23 ноября румынские дивизии (около 30 тыс. чел.) во главе со своим командующим генералом Ласкаром капитулировали.
В Германии из сводок пропало слово «Сталинград». Туманно говорилось о «советском прорыве на запад от Сталинграда», но средства массовой информации никак не комментировали этот прорыв.
24 ноября
Началась Великолукская операция войск 3-й ударной армии Калининского фронта (до 10 января 1943 года) с целью разгромить левое крыло немецкой группы армий «Центр» и не допустить переброски сил на Сталинградское направление.
26 ноября
Наступавшие под Сталинградом советские войска освободили Красное Село, Перепольный, Ягодный и другие населенные пункты.
Пулеметчик 19-го стрелкового полка, старший сержант Борис Иванович Терентьев (1923–1981), в бою за высотку хутора Бахмутский в течение дня участвовал в отражении 6 атак гитлеровцев, был тяжело ранен, но остался в строю.
27 ноября
В связи со Сталинградской катастрофой Гитлер издал директиву о новой тотальной мобилизации. К этому времени в вермахт было призвано 9 млн 750 тыс. человек (рождения 1897–1925 годов), что составляло 61,8 % всех мужчин, пригодных к военной службе. Не призванных в армию и не забронированных на военном производстве оставалось всего 789 тыс. человек (5 % всех годных к военной службе). Поэтому требования при определении степени годности к военной службе стали снижаться.
30 ноября
Главные силы войск Сталинградского фронта вышли на рубеж севернее Котельниковского. Таким образом, был образован 500-километровый внешний фронт окружения. Войска фронта сократили занимаемую противником площадь более чем вдвое – до 1,5 тыс. кв. км (с запада на восток – 40 км, с севера на юг – 30–40 км).
6 декабря
В ходе контрнаступления советских войск под Сталинградом началась Среднедонская операция, целью которой было продолжить наступление в направлении Нижнего Астахова и уничтожить немецкую группу армий «Дон». Юго-Западный и Воронежский фронт продвинулись к 30 декабря на 150–200 км и прорвались в тыл группы армий «Дон». Противнику удалось ликвидировать прорыв, но на это были израсходованы резервы, предназначенные для помощи окруженной под Сталинградом армии Паулюса.
12 декабря
