对保罗斯而言，尤其严重的是，朱可夫乘德军争夺斯城市区之机，调来了10个后备军，苏军战场兵力达到85万人，800辆坦克和1000架飞机，保罗斯部队虽经过不断补充仍处于劣势。11月19日，乘雪天抵达战场的几十万苏联后备军从两翼出击，南北对进，只几天时间，大败保罗斯部队侧翼掩护部队，如同一把合拢钳口的大铁钳，掐断了保罗斯部队的后方供应线。围困斯大林格勒的保罗斯第6集团军数十万官兵，现在反落入苏军的反包围中。
保罗斯久经战阵，深知攻守易势，太阿倒持的危险性。几十万大军深入敌国作战，远离本土数千公里，本是疲师，又受敌军包围，皆是兵家大忌，前景极为不妙。他期待希特勒派大军救援，但援军还未抵达战地，就被强大的苏军赶往千里之外；他期望空军飞机越过包围线，为他的部队运送补给，补给来了，有时一天几十吨，有时一天百余吨，有时又因风雪交加一吨也没有，而他的几十万大军每天最少需要300吨供应。正绝望的时候，苏军又派人送来了一份长长的劝降书。但他拒绝投降。
在保罗斯拒绝投降的次日，养精蓄锐已久的苏军，向包围圈内的保罗斯部队发起了全面进攻。数以百计的苏军轰炸机，满载炸弹，隆隆飞过伏尔加河，像倒垃圾一样把炸弹倾泻进德军阵地；上万门苏军榴弹炮、野炮、迫击炮、火箭炮从四面八方轰击，炮弹雨点般落下。不到30平方公里的包围圈，拥塞着３０多万德军第6集团军的官兵和数以万计的车辆，却在不到一天时间承受了上千吨爆炸物。火力急袭过后，成千上万的苏军士兵，簇拥着威力巨大的苏制T-34坦克，高喊着“乌拉”，冲过壕沟，冲过瓦砾场，涌进德军阵地。