Bitwa stalingradzka, zwana także bitwą nad Wołgą, toczyła się w okresie od 17 lipca 1942 roku do 2 lutego 1943 roku. Była ona jedną z tych bitew, które wpłynęły na losy wojny. Rozpoczęła się ona wraz z ofensywą niemieckiej Grupy Armii A w kierunku Kaukazu oraz Grupy Armii B w kierunku Stalingradu (dzisiejszego Wołgogradu). Na linii Wołgi stawiła im czoła radziecka 62. armia. Siłom niemieckim na skutek silnego oporu Rosjan na tym odcinku nie udało się złamać ich linii. Z kolei strona radziecka 19 listopada 1942 roku sama przeszła do kontrofensywy. Jej wynikiem było otoczenie niemieckiej 6 armii. Dowodzący siłami niemieckimi marszałek Friedrich von Paulus w końcu zmuszony był się poddać. Klęska pod Stalingradem nie oznaczała jeszcze dla Niemców przegrania wojny, ale na pewno była początkiem ich końca.

Głównym powodem skierowania przez Niemców uderzenia właśnie w rejon Wołgi i Kaukazu była chęć odcięcia Rosjan od złóż ropy i głównych ośrodków przemysłu. Niemieccy generałowie na rozkaz Hitlera mieli pozbawić Związek Radziecki najistotniejszych ośrodków skupiających przemysł zbrojeniowy. Sam Stalingrad posiadał duże znaczenie i to nie tylko ze względu na strategiczne położenie. Dla Niemców zdobycie "miasta Stalina" byłoby dużym zwycięstwem psychologicznym i oznaczałoby prawdopodobnie całkowite rozsypanie się rosyjskiej armii. Podobnie dla Rosjan skuteczna obrona miasta miała wymiar psychologiczny, miała podbudować niskie morale wśród żołnierzy. Ofensywa na froncie rozpoczęła się 28 czerwca 1942 roku. Początki starć były po myśli Niemców. Wojska sowieckie nie potrafiły stawić większego oporu dobrze wyposażonej niemieckiej armii. Radzieccy żołnierze uciekali z pola walki, pozostawiając na nim cały swój sprzęt. By tego uniknąć i wprowadzić w szeregi dyscyplinę Stalin wydał rozkaz strzelania do wycofujących się samowolnie własnych żołnierzy oraz bezwzględnego karania wszystkich, którzy odmawialiby ataku na siły niemieckie. 19 sierpnia walki toczyły się już na przedmieściach miasta. Jednocześnie odrębne siły niemieckie sprawnie przemieszczały się w kierunku Morza Kaspijskiego. Ostatecznie ofensywa w tym rejonie zatrzymała się u zboczy gór Kaukazu. Tymczasem do Stalingradu wkroczyły 6. armia marszałka von Paulusa oraz 4. armia pancerna gen. Hermanna Hotha.

Stalin, by nie dopuścić do utraty miasta w rejony walk kierował swoich najlepszych (i najbardziej zaufanych) dowódców (obroną dowodził marszałek G. Żukow) oraz działaczy politycznych, by wzmocnić w żołnierzach wolę walki. Szybko postępowało formowanie armii rezerwowych i ściąganie sprzętu wojskowego w pobliże miasta. W samym mieście walka toczyła się o każdy budynek. Rosjanie zostali zepchnięci do obrony ruin domów i fabryk na niewielkim obszarze tuż przy Wołdze.

Ich ofensywa zaczęła się 19 listopada 1942 roku w odległości 15o km od Stalingradu. Trzy dni wystarczyły, by najpierw poważnie osłabić wojsko rumuńskie walczące po stronie Niemców, a następnie przepuścić atak z południa i ostatecznie otoczyć armię von Paulusa - razem 23 dywizje. Hitler robił co mógł by próba zdobycia Stalingradu nie zakończyła się kompletną klęską - zakazał oddziałom poddania się, posłał także z odsieczą armię Ericha Mansteina. Nie przyniosło to jednak rezultatów - armia została odepchnięta od miasta przez siły radzieckie. Siły państw osi zostały ostatecznie w rejonie Stalingradu zniszczone, a ostatnie jednostki kapitulowały 2 lutego 1943 roku. Bilans niemieckich strat w okresie od kontrofensywy Rosjan do końca bitwy to rozbite 5 armii (w tym 1 włoska i 2 rumuńskie), całkowite zniszczenie 32 dywizji i 2 brygad niemieckich. W pozostałych dywizjach straty sięgały nawet 70% liczby żołnierzy sprzed bitwy. Pod Stalingradem w sumie utraciło życie ponad 150 tys. żołnierzy niemieckich. Straty w sprzęcie też były znaczne: 75 tys. samochodów, 13 tys. dział, 3 tys. samolotów. W niewoli znalazło się 91 tys. żołnierzy, było wśród nich 24 generałów i sam głównodowodzący siłami niemieckimi marsz. F. v Paulus. Straty po stronie radzieckiej pozostają nieznane, lecz były z pewnością równie wysokie. Następstwem zwycięstwa wojsk sowieckich było cofnięcie się frontu działań wojennych o 200-250 km na zachód.

Przegrana pod Stalingradem nie była końcem wojny, lecz wyczerpała w dużym stopniu niemieckie zasoby ludzkie. Niemcom zaczęło brakować żołnierzy. Może co ważniejsze, przegrana była dla Niemców dużym ciosem psychologicznym. Tak dużym, że Ribbentrop zaproponował nawet podjęcie rozmów pokojowych ze Stalinem. Pomimo poparcia Mussoliniego dla tego pomysłu, Hitler stanowczo go odrzucił.