К концу оборонительного периода Сталинградской битвы 62-я армия удерживала район севернее Тракторного завода, плацдарм «Остров Людникова» восточнее завода «Баррикады», часть завода Красный Октябрь и северо-восточные кварталы центра города. 64-я армия удерживала всю южную часть города до высоты «Лысая гора» и обороняла подступы к городу с юга и юго-запада.
Общее наступление немецких войск было остановлено. 10 ноября 1942 года они перешли к обороне на всём южном крыле советско-германского фронта, за исключением участков в районах Сталинграда, Нальчика и Туапсе. Положение немецких войск осложнилось. Фронт групп армий А и Б был растянут на 2300 км, фланги ударных группировок не были прикрыты должным образом.
Немецкое командование считало, что после многомесячных тяжёлых боёв Красная армия не в состоянии провести крупное наступление. На зиму 1942–1943 годов немецкое командование планировало удержаться на занимаемых рубежах до весны 1943 года, а затем снова перейти в наступление.
Перед началом операции численность пехоты у РККА и Вермахта были равны, равной была и численность самолётов. Советские силы существенно превосходили немцев по числу артиллерии, а перевес по танкам был больше, чем в два раза.
13 ноября план стратегического контрнаступления под кодовым названием «Уран» был утверждён Ставкой под председательством Сталина. Советские силы должны были разделиться на три группы армий. Две из них должны были взять в клещи всю немецкую группировку под Сталинградом, а третья — войти в город, чтобы поддержать обороняющихся.
Командир 4-го мехкорпуса Вольский усомнился в успехе плана, о чём в письме сообщил лично Сталину. Предложение об отмене операции услышано не было, но и Вольский не понёс никакого наказания за панические настроения.
В ходе Сталинградской наступательной операции были уничтожены две немецкие, разгромлены две румынские и одна итальянская армии. Уничтожено 32 дивизии и три бригады, разгромлены 16 дивизий. По данным советской стороны, войска стран «Оси» потеряли более восьмисот тысяч человек, в окружении оказались 270 тысяч солдат противника вместе с фельдмаршалом Паулюсом.
Потери советских войск составили 485 777 человек, в том числе безвозвратные — 154 885 человек.