Od lata 1942 do lutego 1943 roku trwała zażarta bitwa o Stalingrad nad Wołgą – jedno z najkrwawszych i najważniejszych starć II wojny światowej. Niemiecka letnia ofensywa na południowym odcinku frontu wschodniego miała na celu zdobycie bogatych pól naftowych Kaukazu i przecięcie radzieckich szlaków transportowych na Wołdze. W ramach tych działań 6. Armia Wehrmachtu pod dowództwem generała Friedricha Paulusa dotarła we wrześniu 1942 do miasta Stalingrad (dzisiejszy Wołgograd). Rozpoczęły się mordercze walki uliczne – ruiny miasta były zdobywane dom po domu, za cenę ogromnych strat po obu stronach. Sytuacja Niemców skomplikowała się w listopadzie 1942, kiedy to Armia Czerwona przeprowadziła zakrojoną na szeroką skalę operację „Uran”: dwie radzieckie grupy frontów przełamały linie słabszych wojsk rumuńskich na skrzydłach Niemców i 23 listopada dokonały okrążenia całej 6. Armii w Stalingradzie. Ponad 250 tysięcy żołnierzy niemieckich i sprzymierzonych znalazło się w kotle bez realnej możliwości odsieczy.
Przez kolejne dwa miesiące okrążone wojska niemieckie bezskutecznie próbowały przetrwać w ruinach Stalingradu, cierpiąc na braki żywności, amunicji i surowej zimy. Hitler zabronił Paulusowi poddawać się, licząc na cudowne odwrócenie losu lub przełamanie okrążenia z zewnątrz – ale próba odsieczy (operacja „Wintergewitter”) nie powiodła się. Ostatecznie, 2 lutego 1943 r., resztki wyniszczonej 6. Armii skapitulowały. Do niewoli radzieckiej trafiło około 90 tysięcy wycieńczonych żołnierzy (z których większość zmarła później w obozach jenieckich), reszta zginęła w trakcie walk. Bitwa stalingradzka pochłonęła łącznie (po obu stronach) około 1,5–2 milionów ofiar – była jednym z najkrwawszych pojedynczych starć w historii ludzkości.
Klęska Niemców pod Stalingradem okazała się punktem zwrotnym II wojny światowej. Była to pierwsza tak druzgocąca porażka hitlerowskiej armii – mit niepokonanego Wehrmachtu upadł. Zniszczenie 6. Armii i związanie znacznych sił niemieckich na froncie wschodnim zmieniło układ sił: od tego momentu inicjatywa strategiczna przeszła na stronę ZSRR. Armia Czerwona, podbudowana zwycięstwem, rozpoczęła kontrofensywę, wypierając w 1943 roku Niemców z Kaukazu i Donbasu, a w kolejnych latach kontynuując marsz na zachód aż do Berlina. Bitwa stalingradzka stała się symbolem niesłychanej ofiary i bohaterstwa Sowietów, ale także symbolu pychy Hitlera, którego odmowa odwrotu doprowadziła do katastrofy. W wymiarze propagandowym i moralnym Stalingrad wstrząsnął również ludnością okupowanych krajów Europy – po raz pierwszy pojawiła się realna nadzieja na pokonanie III Rzeszy.