В то время как в первой половине января на фронте между Северным Донцом и Доном в районе Новой Калитвы наступило относительное затишье, русские, чтобы достигнуть своих целей на юге, продолжали свой натиск на оперативную группу Фреттер-Пико и группу армий «Дон» даже в январе с неослабевающей силой. Войска Холлидта и Фреттер-Пико к 18 января были оттеснены за Северный Донец от места его впадения в Дон до района севернее Ворошиловграда. 4-я танковая армия, несмотря на очень сильные атаки русских южнее Дона, смогла остановить наступающих к востоку от Ростова. Теперь немецкие войска находились не ближе 200 км от Сталинграда.

В связи с этими успехами русских войск положение 6-й армии стало безнадежным. О прорыве кольца окружения, как и об освобождении извне, не приходилось и думать. Командование обещало деблокировать окруженную группировку только будущей весной. И без того недостаточное снабжение воздушным путем еще более сократилось, несмотря на самоотверженную работу летчиков. Если перед декабрьским наступлением немецкие самолеты с ближних аэродромов могли совершать при благоприятной погоде до трех полетов в день, то ввиду увеличения расстояний почти вдвое это стало невозможным. Истребители также не могли теперь сопровождать транспортные самолеты на протяжении всего пути. Русские стянули многочисленную зенитную артиллерию, чтобы сорвать снабжение 6-й армии по воздуху.

Уже в декабре было потеряно 246 самолетов. 200-300 самолетов – количество, необходимое для удовлетворительного снабжения войск под Сталинградом, – превосходили возможности немецкой авиации, тем более, что в это же время много транспортных самолетов требовалось и для фронта в Тунисе. С точки зрения войны в целом снабжение 6-й армии являлось невыносимым бременем – высшее командование давно уже с холодным бессердечием поставило крест на 6-й армии и лишь давало ей пустые обещания и уверения, невыполнимость которых для прозорливых людей была совершенно ясной, призывая окруженные войска храбро держаться.

Вплоть до января форма котла не изменилась, так как русские удовлетворились окружением армии. Тем не менее положение окруженных войск вследствие всевозможных лишений становилось все ужаснее. Люди физически все больше слабели от постоянного недоедания, гибли от болезней и жестоких морозов. Часовых в траншеях приходилось сменять через каждые полчаса. Количество раненых и умерших от тяжелых обмораживаний возрастало в такой степени, что транспортные самолеты не успевали их вывозить. Размещение раненых и уход за ними стали неразрешимой проблемой в дивизионных медицинских пунктах и в госпиталях ввиду отсутствия отапливаемых помещений. Но надежда в конце концов все-таки вырваться из окружения и непоколебимая вера в высшее командование поддерживали войска. Мысль, что можно оставить на произвол судьбы целую армию, казалась невероятной. Когда 10 января русские, используя мощную артиллерию, начали сжимать кольцо окружения с запада, немецкие войска, действовавшие на других участках, были твердо убеждены в том, что они слышат гром орудий приближающихся освободителей.

8 января русские передали командующему 6-й армии предложение «о почетной капитуляции», которое тот отклонил. После этого они приступили к уничтожению окруженной группировки, стремясь прежде всего захватить аэродром Питомник, чтобы парализовать снабжение воздушным путем. 14 января аэродром был в руках русских. Если до сих пор снабжение, хотя и осуществлявшееся неравномерно и в недостаточных размерах, а также эвакуация раненых еще означали связь с внешним миром, то теперь пропала последняя надежда, которую еще многие питали, может быть даже вопреки всякому здравому смыслу. Продолжительность дальнейшего сопротивления определялась лишь размерами запасов продовольствия и боеприпасов. Через несколько дней все должно было кончиться.

Истинный героизм, проявленный за последние две недели изнуренными, испытавшими горькое разочарование немецкими солдатами-идеалистами, движимыми верностью своему долгу, самоотверженностью и чувством товарищества не поддается никакому описанию; отдельные случаи, когда в силу вполне понятной человеческой слабости люди не выдерживали, нисколько не умаляет этого великого подвига. Тем более отвратительным должно было казаться уже тогда всем осведомленным о настоящем положении дел стремление немецкой пропаганды использовать героическую стойкость 6-й армии для воодушевления немецкого народа, а непростительную ошибку высшего командования представить как разумную и неизбежную жертву.

В последние дни января остатки армии, которые еще вели упорные бои и в отдельных местах даже переходили в контратаки, были оттеснены в небольшой район разрушенного города и, наконец, расчленены на отдельные группы. 30 января Паулюс, который всего несколько дней тому назад был произведен в фельдмаршалы, подписал акт о капитуляции. Капитулировали шесть пехотных (44-я, 71-я, 76-я, 79-я, 94-я и 100-я егерская дивизии), три моторизованные (3-я, 29-я, 60-я), три танковые дивизии (14-я, 16-я и 24-я), 9-я зенитная артиллерийская дивизия, 1-я кавалерийская и 20-я пехотная румынские дивизии, наконец, хорватский полк, которые в день окружения насчитывали в общей сложности 265 тыс. человек. Из них 90 тыс. попали в плен, 34 тыс. раненых было вывезено на самолетах, лишь немногие покинули котел по служебным причинам. Свыше 100 тыс. человек погибли в бою или пали жертвой невыносимых лишений. Многие в отчаянии сами покончили с собой, другие искали и обрели смерть на поле сражения с оружием в руках. Сколько из 90 тыс. пленных стали жертвами мести русских или умерли вследствие того, что русские не могли обеспечить их продовольствием, остается неизвестным.

Еще до падения Сталинграда русские начали третий удар на Дону, который одновременно с ударом на Северном Донце и с наступлением, продолжавшимся с середины декабря против немецких армий на Кавказе, должен был привести к крупной битве на уничтожение всех немецких и союзных армий, находившихся между Воронежем и Кавказом.

Гитлер, несмотря на постоянный нажим со стороны Цейтцлера, не решился своевременно отвести войска с Кавказа, чтобы и здесь не признать провал операций 1942 г. К этому следует прибавить, что противник начал активные действия на Кавказском фронте лишь в декабре. После второго русского прорыва на Дону немцы были вынуждены отступить с реки Чир на Северный Донец и только с большим трудом сумели удержать низовье Дона между Северным Донцом и Азовским морем, чтобы по этому коридору могли отойти обе кавказские армии. К этому времени фронт группы армий «А» фельдмаршала фон Клейста в составе 17-й полевой и 1-й танковой армий проходил далеко выступающей вперед дугой через Новороссийск южнее Майкопа, Нальчика до Моздока. Левое крыло группы армий находилось почти на расстоянии 60 км по прямой от Ростова, к которому тем временем русские войска приблизились на 70 км. Если бы 4-й танковой армии не удалось остановить продвижение русских восточнее Ростова, то все пути отхода группы армий «А» были бы отрезаны. Только в этой обстановке Цейтцлер убедил Гитлера отдать приказ об отходе с Кавказа. И лишь благодаря гибким действиям немецкого командования и высоким боевым качествам войск удалось вывести обе армии из намечавшегося окружения. В то время как они в начале января оторвались от противника, части 1-й танковой армии своевременно были выдвинуты вперед, чтобы усилить оборону 4-й танковой армии южнее Маныча и дать возможность отходящим войскам переправиться через Дон по обе стороны Ростова. Они прибыли как раз вовремя, чтобы сначала оказать поддержку находившейся в затруднительном положении армейской группе Холлидта, а затем вместе с 4-й танковой армией, также отведенной за Дон, сыграть решающую роль при отражении попытки русских войск прорваться к Днепру. Дивизии 17-й армии отходили по обоим берегам Кубани на кубанский плацдарм, который впоследствии держался несколько месяцев и снабжался из Крыма через Керченский пролив.