20 ноября 1942 года в наступление перешла ударная группировка Сталинградского фронта. Утром 23 ноября передовые части 26-го танкового корпуса овладели Калачом. И в тот же день войска 4-го танкового корпуса Юго-Западного фронта и 4-го механизированного корпуса Сталинградского фронта встретились в районе хутора Советский, замкнув кольцо окружения сталинградской группировки фашистов в междуречье Волги и Дона. В окружении оказались 6-я и основные силы 4-й танковой армий - 22 дивизии и 160 отдельных частей общей численностью 330000 человек.
Окруженная немецкая группировка капитулировала 2 февраля 1943 года, в том числе сдались 24 генерала и лично фельдмаршал Фридрих Паулюс.
В конечном итоге, под Сталинградом общие потери гитлеровцев только с 19 ноября 1942 года по 2 февраля 1943 года составили (по советским данным) свыше 900000 человек, около 2000 танков и штурмовых орудий, более 10000 орудий и минометов, до 3000 боевых и транспортных самолетов и свыше 70000 автомобилей. Всего же Вермахт и союзники потеряли более 1,5 млн. человек убитыми, ранеными и пленными.
Суммарные потери советских войск за период с 17 июня 1942 года по 2 февраля 1943 года составили, по разным данным, от 1,2 до 1,7 млн. человек. Также было потеряно 524,8 тысячи единиц стрелкового оружия, 4341 танков и САУ, 2769 боевых самолетов, 15728 орудий и минометов.
По мнению многих историков, именно под Сталинградом произошел коренной перелом во всей Второй мировой войне. Во всяком случае, в Германии впервые во Второй мировой войне был объявлен общенациональный траур.