至此，激烈的巷战也开始了。虽然德军占有明显的优势，但是斯大林格勒的军民们顽强抵抗，与冲进市区的德国人进行殊死的战斗。每个街区、每幢楼房，甚至每层楼、每间房、每个街垒，都要进行反复争夺，有时要费几天、几十天甚至几个月才能决定最后归属于谁。
斯大林格勒的激烈巷战
战斗是空前的激烈，前苏军不少师只剩下几十个人，但仍坚守阵地。近卫军中士雅可夫·巴甫洛夫领导的一个四人战斗小组死守一幢四层楼房达两个月之久。德军反复进行冲击，但是始终没有攻下这座楼房。如此激烈的血战让德军感到胆战心惊。
战斗进行到11月18日，德军的全部后备力量已经消耗殆尽；第一线的主力也是打得精疲力竭，寸步难行，德军被迫转入了防御。
红军的反攻时机已到
对于前苏军军队来说，德军的防御正是攻势的开始。在斯大林格勒防御阶段，最高统帅部代表朱可夫和华西列夫斯基的主持下，前苏军制定了反攻计划，为反攻的到来做了大量准备工作。
更重要的是，前苏军的士气空前高涨，对胜利充满信心；但是德军的士气低落，为红军的英勇精神所震慑。
1942年11月19日清晨，前苏军西南方面军先在斯大林格勒西北面起攻击，2000门大炮同时轰响，到天黑时，前苏军已经向纵深推进了25～30公里。11月20日，前苏军又在南面起进攻。到了22日晚上，前苏军坦克第26军先头部队抵达顿河大桥附近，现德军在桥上设有重兵守卫。
于是前苏军指挥官菲利波夫中校决定实行一项大胆的计划，他命令坦克车打开车灯，大摇大摆地向前冲。结果德军守兵看到几十辆坦克排成一字长龙，还以为是自己的援兵到了，均予以放行。可是没有想到，等到前苏军坦克一过桥就立即开火，歼灭守桥德军，卸下德军在桥上安放的爆炸装置，然后打了两颗绿色信号弹，让后续部队放心过桥，而菲利波夫也由于这次果敢的行动被授予“苏联英雄”的称号。
11月23日，从西北和南面起攻击的两支前苏军在卡拉奇、苏维埃茨基、马里诺夫卡地域会师，成功对德军鲍留斯军团33万人进行了合围，然后逐渐压缩合围圈。德军统帅部虽然组成了解围军团的增援部队，企望突破前苏军的合围，但是均被阻，没能成功。
红军抓住了制空权
与此同时，前苏军还掌握了制空权，德军无法从空中运输粮食、弹药和援军。包围圈内仅有的德军空军基地皮特姆尼克机场也被前苏军所占领。前苏军利用机场的照明和无线电导航设备巧妙地欺骗德军飞行员。当时，德军还不知道机场已为被前苏军所占，结果几十架降落下来的德国飞机立即就成为了苏军的“笼中之鸟”。
1943年1月8日，前苏军出最后通牒，敦促鲍留斯投降，鲍留斯请示希特勒后拒绝投降。1月10日8时50分，前苏军以猛烈的炮火和空袭向包围圈内的德军实施进攻，地面部队也不断向包围圈内推进，包围圈变得越来越小。
1月24日，鲍留斯再次请示希特勒，可是希特勒仍下令死守阵地，“直到最后一兵一卒一枪一炮”。26日晚，德军被分割为南北两个部分。l月30日，鲍留斯电告希特勒：“部队将于24小时内最后崩溃。”希特勒赶忙电给那些绝望挣扎的法西斯军官晋爵，授予鲍留斯以“元帅”军衔，其他117名军官也晋升一级。
结果第二天，鲍留斯及其司令部全体官兵在中心百货商店的地下室被俘；2月2日，北集群军也投降了。
◇知识拓展◇
斯大林格勒
斯大林格勒位于顿河河曲以东五、六十公里的伏尔加河岸上，原名察里津。1918年，斯大林受列宁委托前来保卫察里津，粉碎了邓尼金反革命叛乱和外国帝国主义的武装干涉，为捍卫年轻的苏维埃国家做出了重大的贡献。1925年，前苏联人民为表彰斯大林的功绩，将察里津命名为斯大林格勒。后来，1962年前苏联将它改名为伏尔加格勒。
斯大林格勒是前苏联南部的工业重镇、交通枢纽和战略要冲。它西通顿涅茨工业区，南连高加索库班产粮区和巴库油田，东接乌拉尔新工业区和前苏军战略预备队的集结地，北达莫斯科。