En otoño, el general soviético Georgi Konstantinovich Zhukov, responsable de la planificación estratégica en la región de Stalingrado, concentró las fuerzas soviéticas en las estepas al norte y al sur de la ciudad. El flanco norte alemán era particularmente vulnerable, ya que estaba defendido por unidades húngaras y rumanas con equipamiento inferior y baja moral. El plan de Zhukov era mantener a los alemanes en el sur de la ciudad, atravesar los amplios y débilmente defendidos flancos alemanes y rodear a los alemanes dentro de Stalingrado. Esta operación, cuyo nombre en clave era Urano, se lanzó el 19 de noviembre de 1942, al mismo tiempo que la operación "Marte", que estaba dirigida hacia el centro.
Unidades soviéticas atacaron bajo el mando del general Nikolai Vatutin. Estaban compuestos por tres ejércitos completos, el 1.º de Guardias, el 5.º Regimiento de Tanques y el 21.º Ejército, incluyendo un total de dieciocho divisiones de infantería, ocho brigadas de tanques, dos brigadas motorizadas, seis divisiones de caballería y una brigada antitanques. Las tropas rumanas siguieron pidiendo refuerzos sin resultado. Superado, superado en número y mal equipado, el 3.er ejército rumano, que controlaba el flanco norte del 6.º ejército alemán, quedó destrozado después de una defensa casi milagrosa de un día.
El 22 de noviembre, las dos tenazas se encontraron en Kalach, completando el cerco de Stalingrado.
