17 июля 1942 г. началась Сталинградская битва. В ходе первого, оборонительного, этапа этого сражения, продолжавшегося до 18 ноября 1942 г., советским войскам удалось сорвать планы врага овладеть Сталинградом с хода. Непосредственную оборону города вели 62-я армия генерала В. И. Чуйкова и 64-я армия генерала М. С. Шумилова. В августе – сентябре 1942 г. наиболее ожесточенные бои разгорелись в центральной и южной частях города, особенно в районе Мамаева кургана. На кавказском направлении войска Северо-Кавказского и Закавказского фронтов совместно с Черноморским флотом в тяжелых оборонительных сражениях с конца июля по декабрь 1942 г. измотали вражескую группу армий «А» и сорвали планы противника по захвату Кавказа.
Во второй половине 1942 г. впервые с начала войны Советский Союз добился общего превосходства сил над фашистской Германией. Промышленность наращивала выпуск вооружений. К середине ноября 1942 г. удалось остановить продвижение гитлеровцев. Начался второй, наступательный, этап Сталинградской битвы (19 ноября 1942 г. – 2 февраля 1943 г.) В период самых тяжелых боев за Сталинград советское командование разработало грандиозную наступательную операцию под кодовым названием «Уран». Войска Юго-Западного, Донского и Сталинградского фронтов ударами с флангов окружили в районе Сталинграда 22 дивизии и 160 отдельных частей вермахта (около 330 тыс. человек). Немецкий план деблокирования попавших в окружение войск полностью провалился. К февралю 1943 г. окруженная группировка во главе с генерал-фельдмаршалом Ф. Паулюсом была разгромлена. В плен было взято 91 тыс. человек.
За полугодовой период Сталинградской битвы были разгромлены 32 дивизии Германии и ее союзников. Стратегическая инициатива окончательно перешла к Советским Вооруженным Силам. Советские войска развернули общее наступление. Они освободили Северный Кавказ. В январе 1943 г. удалось прорвать блокаду Ленинграда. Войска Калининского фронта в районе Великих Лук окружили и уничтожили 7-тысячную немецкую группировку.
В ходе зимней кампании 1942/43 г. Красная Армия продвинулась на 600–700 км на запад, освободив 480 тыс. кв. км временно оккупированной немцами территории. Было разгромлено до 40 процентов всех сил противника, находившихся на советско-германском фронте. Тем не менее силы фашистской Германия и ее сателлитов были еще значительны. Летом 1943 г. нацисты провели тотальную мобилизацию всех ресурсов, что позволило в какой-то мере восполнить людские потери и увеличить выпуск военной техники. В то же время Советский Союз смог добиться превосходства как по численности действующей армии, так и по количеству боевой техники.
Планируя летнюю компанию, гитлеровское военное командование решило провести на Восточном фронте крупную наступательную операцию. Летом 1943 г. в районе Орла и Белгорода были сосредоточены огромные силы: 50 дивизий, в том числе 16 танковых и моторизованных. Разработанная фашистским командованием операция «Цитадель» предусматривала ликвидацию так называемого Курского выступа в советской оборонительной линии, окружение и уничтожение находившихся там советских войск. Заблаговременно разгадав намерения противника, Ставка Верховного Главнокомандования приняла решение о преднамеренной обороне на Курской дуге с тем, чтобы измотав противника, перейти в контрнаступление.
5 июля немецкие войска одновременно с севера и юга начали прорыв советской обороны на Курской дуге. В течение 5–7 дней шли упорные оборонительные бои, в ходе которых удалось остановить врага. В районе железнодорожной станции Прохоровка 12 июля произошло крупнейшее в истории Второй мировой войны встречное танковое сражение. С обеих сторон в нем участвовало до 1200 танков и самоходных орудий. Оборонительные бои продолжались еще три дня. 16 июля советские войска перешли в наступление.
В сражении на Курской дуге вермахт потерял свыше 500 тыс. солдат и офицеров, 1,5 тыс. танков, более 3,7 тыс. самолетов. Еще не завершилась оборонительная битва на «Огненной дуге», как советские войска перешли в наступление на орловском и белгородско-харьковском направлениях. 5 августа Москва салютом отметила освобождение Орла и Белгорода. Четвертый раз в течение войны развернулись бои в районе Харькова. По приказу Гитлера город был превращен в руины. 23 августа советские войска вошли в Харьков. Упорная борьба за этот важнейший экономический и стратегический центр на юге страны завершился. С сентября 1943 г. наступление советских войск велось уже на огромном фронте в 2 тыс. километров. Немцы оставили Донбасс, Брянск, Смоленск, Новороссийск.
Гитлеровское командование попыталось закрепиться на Днепре. Однако в октябре 1943 г. советские войска форсировали реку, а 6 ноября вступили в Киев. Развивая наступление, Советские Армия освободила центральную Украину и блокировала немцев в Крыму. Одновременно началось освобождение Белоруссии.
Крупный урон врагу нанесли партизанские формирования, в рядах которых сражались сотни тысяч патриотов.