“土星”作战在11月底已形成初步方案：它是由西南方面军和沃罗涅日方面军进攻在顿河中游防守的意大利第8集团军和奇尔河及托尔莫辛一带的德军“霍利特”战役集群，尔后向罗斯托夫发动总攻。为了这次作战，大本营给2个方面军增派了大量精锐部队，预计在12月12日发起攻击。后来战役虽一再延期，但却为击退曼施坦因进攻起了关键作用。
到了12月上旬，围歼保卢斯作战依然进展缓慢。华西列夫斯基不得已改变作战计划。决定组建由波波夫中将指挥的第5突击集团军，分阶段歼灭被围德军。计划分两个阶段实施。第一阶段由顿河方面军在罗索什卡河、沃罗波诺沃歼灭敌西部和南部集群；第二阶段，顿河和斯大林格勒方面军发起总攻，歼灭斯大林格勒西面和西北面敌军主力。战役预计在12月18日开始。
11日零时20分，斯大林批准了经修改的“指环”计划。然而，30个小时后，“指环”作战被推迟了。曼施坦因指挥的德军霍特集群在科捷列尼科沃发起了进攻。
12月初，越来越多的迹象表明希特勒打算派兵救援被围德军。苏军情报部门获悉德国人组建了新的集团军群，从该集团军群名称（顿河）上就能洞察希特勒的目的。这时，苏军对保卢斯集团军进攻又出现僵局。如果该军冲破苏军合围，里外夹击，就会出现很复杂的局面。斯大林不会忽视德军细微的动向。
何况，这一次希特勒是准备大动干戈，指挥顿河集团军群的又是德军中精通兵家韬略的曼施坦因元帅。
斯大林与华西列夫斯基不敢怠慢，他们决定推迟“土星”和“指环”作战，集中力量先击退救援之敌。
曼施坦因会在哪里选择进攻的突破口呢？面对着地图，斯大林和华西列夫斯基一致认为下奇尔斯卡亚一带最为可能，那里距被围的保卢斯集团军只有40公里。于是把15个师的重兵布置在这一带。而在顿河东南的科捷利尼沃只设置了5个师的兵力。
科捷利尼沃一带属于斯大林格勒方面军的防区。与一个月前相比，司令员叶廖缅科上将心情要轻松许多。那时，整个方面军朝不保夕，他身上的担子多重啊！现在好了，苏军开始反攻了，他既欣喜又有些窝火。
欣喜的是战局出现根本好转，眼看胜利在望了；窝火，就不太好说。如今虽还是方面军司令，但兵马却不如其它2个方面军，他的部队在守卫斯大林格勒时损失惨重，反攻的重任自然就落在友军肩上。自认韬略在胸的叶廖缅科，未免有些失落感。
在反攻的最初几日，西南和顿河方面军进展神速、战果辉煌。相比之下，他的部队要逊色一些。这次在阻止曼施坦因突击时，他的部队被安置在顿河东南科捷尼科沃方向，这大概是前沿最为平静的一段防线了。作为为国尽忠的军人，他当然愿意战斗在最为激烈的战场。
然而，在12月初的几天，他发现他的判断错了。在科捷尼科沃一线，德军部队调动频繁。在视察这一带前沿时，叶廖缅科发现苏军防守力量薄弱。只有3个步兵师、1个骑兵军和一个坦克旅，他的脑子里突然闪过一个念头：如果德军从这里进攻，会发生什么情况呢？立刻他觉得这想法很可笑，这里与被围德军相距120公里，曼施坦因从这里进攻将无法实现他的目标。何况，一旦战役打响，最高统帅部会作出反应，立刻派兵增援。
这一想法说服了他。但几天后他又变得不安起来。因为从战场形势分析，下奇尔斯卡亚一带现在已成为注目焦点，德国“霍利特”集群已日益受到越来越强大的苏军牵制。叶廖缅科想，德国人如果再从那一带进攻，就失去了突然性，而如果在科捷利尼科沃进攻，却能收到出其不意的效果。于是他赶紧和华西列夫斯基联系，讲了他的忧虑和不安。
华西列夫斯基权衡半天，却不能轻易抉择：“这样吧，你把51集团军调上去，加强阵地防御力量。”他现在必须冒一点风险，科捷利尼科沃防线垮了还有补救措施，而在下奇尔斯卡亚一带却不能有半点闪失。
叶廖缅科也意识到这一点，他向华西列夫斯基讨救兵只是看到防线的缺陷，他也无法肯定德军真的就在这一带发动猛攻。但他还是要表示一下不满以引起统帅部的重视。如果德军冲破合围，我们还可能输掉伏尔加河畔的这场会战。
其实，在他这么说的时候，他也不会真的认为德军会冲破合围。华西列夫斯基也没有认真对待，只是把它作为一句玩笑而已。
五、“风暴”袭来
12日凌晨，顿河集团军群总司令曼施坦因元帅向霍特将军下达了进攻命令：
“沿季霍烈沃克-斯大林格勒铁路成一狭窄地段实施突击，一周之内突破苏军合围。”
酝酿半个多月的“冬季风暴”作战终于打响了。
霍特集团军群在一阵猛烈炮火之后，对坚守着科捷利尼科沃-斯大林格勒铁路线的苏步兵第302师、第126师发起进攻。耀武扬威的坦克轰轰震颤着从三面围迫过来，坦克后的士兵一步步向前冲，头上飞机呼啸着，大炮轰鸣着，战火仿佛把时间缩短了。
当夕阳的余辉溅落在战壕上时，那迸射的红光犹如浸漫着苏军战士的鲜血，红得令人心颤。呛人的硝烟在那个冬日似乎凝固了，呈现一种悲壮惨烈的气氛。
那一天，德军突破了苏军前沿阵地，进至阿克赛河南岸。总参谋长华西列夫斯基上将当德军进攻开始后，就穿梭般地来往于方面军指挥所和各师前沿。事前他和叶廖缅科虽然对德军进攻科捷利尼科沃有些预感，但对德军进攻规模和投入兵力之多仍感到吃惊。在这一带主要有苏51集团军把守，约3.4万人，坦克77辆，火炮147门，而德军兵力和火炮都高出一倍以上，约7.6万人，500辆坦克，340门大炮，空中还拥有大批德机支援。
华西列夫斯基从前沿回来，心情沮丧，显然由于兵力单薄，弹药不足。第51集团军已处在危急之中。经过与叶廖缅科协商，决定设法将方面军预备队派往前线，抽调一个师、一个旅前往增援。
第2天，德军依然保持凶猛的进攻势头，增援的部队如杯水车薪无法阻挡德军进攻。黄昏时分，德军坦克出现在阿克赛河的登陆场，并向上库姆斯基进发。
起初，最高统帅斯大林对科捷利尼科沃的战斗并不在意，他把全部注意力投入到“土星”作战筹备和对保卢斯集团军的围歼。顿河方面军近卫第2集团军已将保卢斯几个疲惫之师围困住了，不出几天就可以消灭它们。所以，当12日午夜，华西列夫斯基向他汇报战况，并提出要迅速调集部队增援时，他不同意把近卫第2集团军抽走：“你查一下斯大林格勒方面军还有没有预备队，能否靠自己对付这场危机？”
“方面军已山穷水尽，再不增援，苏军合围圈将被突破。”
显然，斯大林不相信事态已如此严重。直到第2天他才着急起来。14日22时30分，华西列夫斯基接到最高统帅命令，“指环”战役暂缓实施，近卫第2集团军前往增援。
电话中，斯大林担忧地说：“近卫第2集团军到达叶廖缅科处尚需4天至5天路程，告诉叶廖缅科，拿出守卫斯大林格勒的劲头，在援兵到来前一定要顶住德军进攻。”
同一时刻，腊斯克登堡，希特勒大本营。
这些天“狼穴”里出现了欢乐情绪。进攻前一晚，希特勒十分担忧曼施坦因兵力不足，原先设想救援行动两路出击，从科捷利尼科沃和奇尔河登陆场同时进攻。不料斯大林在奇尔河一带集结重兵，把“霍利特”集群拖住了。枪未打响，两路突击已成一路独进，使希特勒有一种不祥预感。
数小时后，陆军总参谋长蔡茨勒将军带来了好消息：“曼施坦因已顺利抵达阿克赛河，苏军力量已被大大削弱。”
连日来笼罩着“狼穴”的沮丧不安情绪一扫而空，大家纷纷赞扬元首英明决断，谈论起斯大林格勒将是第2个哈尔科夫，形势很快会发生逆转。
蔡茨勒仍然有些悲观，他对希特勒说：“曼施坦因的进攻几天后会停顿下来，因为兵力太少了，总共只有13个师，9万多人，一旦苏军援兵到达，仗就难打啦。”
希特勒表示同意，不过他更担心顿河中游意大利集团军的防线，“那里是最危险的，同盟军力量单薄，又缺少纵深防御，不过无论多么困难，我决不放弃斯大林格勒。”
希特勒又开始歇斯底里叫嚣一通。当讨论结束时，希特勒颇有预感地说：“现在就看往后的几天了，如果我们从欧洲抽调援兵及时赶到，意大利军队的防线也不出纰漏，”他用手捶着桌子说，“我们就打赢了这场战争。”
从14日起，上库姆斯基地域的战斗异常激烈。这里是由南向北通往斯大林格勒的咽喉，也成为双方争夺的焦点。迎战德军的是沃尔斯基将军的机械化第4军，战斗持续了3天，后被德国历史学家称为“第二次世界大战坦克会战规模最大和最激烈的一次。”
现在我们很难想象当时坦克会战情景。那一定是炮火连天，整个大地为爆炸的旋风所席卷。地平线上出现了黑压压的坦克，它们翻过山丘，密密麻麻布满了整个草原。坦克在咆哮、在奔驰、在射击、在碰撞、在翻滚。滚滚浓烟遮天蔽日，烈焰腾腾的坦克如一堆堆巨大的篝火，又似一条条吞没一切的火龙，场面十分悲壮和惊心动魄。
16日，德军占领了上库姆斯基。德坦克16师立即向梅什科瓦河冲击，德军在行进间夺占了沿途桥梁，距被围的保卢斯集团军只剩48公里了。
形势到了千钧一发的时刻。
霍特的部队在白雪覆盖的大地上稳步向前推进，积雪下面的大地冻得僵硬，对这支装甲部队来说，一切似乎都很顺利。突破了上库姆斯基后，一路上除了遭到小股苏骑兵部队骚扰外，还未遇上重大威胁。这支钢铁巨流昼夜不停向前驱驰，它的后面尾随着一支由各种车辆组成的行动迟缓的运输车队，车上装着3，000吨被围的第6集团军急需的物资。一旦霍特装甲车队冲开一条血路，身后的车队就全速驶入斯大林格勒。到那时，经过输血的第6集团军就会发疯似地冲出重围，消失在顿河茫茫的草原上。
此时，曼施坦因脑海里已不止一次出现与第6集团军会师的情景。他在战后的回忆录里，把这次救援行动称作是与苏军的生死竞赛。尽管曼施坦因全力以赴地投入了这场生死竞赛中，但是这场竞赛的主动权仍掌握在苏方手中。斯大林这时下了一招高明的棋，使曼施坦因连日来的努力都白白断送了。
战后苏联学者曾长篇宏论探析斯大林这一招棋，连他的敌手德国人也赞扬为这是“致命的一招”，具有“深刻的战略洞察力”。
斯大林在德国霍特集团军长驱直入时，决定动用重兵攻打顿河中游的意大利军队，进而威胁霍特集团军后方。
13日夜间，斯大林作出一项重要决定，修改了“土星”作战计划，将原突击方向改为东南，设想苏军在击溃了意大利集团军后，将锋芒指向曼施坦因，抄其后路，并全歼之。这次作战，代号“小土星”。
16日，苏军第6集团军和近卫第1集团军向顿河桥头意大利第8集团军发起攻击。在一阵猛烈炮火轰炸后，伴着战场上的弥漫硝烟，450多辆苏制T-34坦克隆隆碾过厚厚的冰层。意大利人惊慌失措、乱作一团。苏军士兵几乎未遇真正的抵抗就在意军阵地上撕开了许多缺口。
苏军的进攻像一个巨大的楔子，在沃罗涅日南面向西挺进。与此同时，苏军在下奇尔斯卡亚也发动了另一场进攻，把德军从那里的桥头堡中逐出，驱回到河对岸。
德军在顿河和奇尔河上长达340公里的阵线被击溃，苏西南方面军向前推进150至200公里。形势危急。德国人不得不将第48装甲军去堵出现的缺口，原定让第48军协同霍特军队进攻斯大林格勒的计划只得放弃。
“小土星”作战，不仅击溃了意大利集团军，而且对德军顿河集团军群左翼实施纵深包围，甚至威胁到远征南方富饶的高加索地区的德军。
意大利集团军的垮台，使曼施坦因意识到，要救援陷入围困中的城中德军，惟一办法是让保卢斯在霍特部队在外围发起冲锋时，也集中全力从内向外突破苏军包围。
18日，曼施坦因再次派他的集团军情报处长艾斯曼少校飞入斯大林格勒包围圈，把接应突围的德军部队最新的情况，对保卢斯作了如下通报：
德军第4装甲集团军由于受到了苏军的强烈抵抗，加之整个顿河集团军群和A集团军群都受到了苏军的攻击，因此顿河以东的营救作战，只能持续一个极为有限的时间。德军第4装甲集团军还不能肯定冲到包围圈上，因为苏军正把有生力量不断投入。留给第6集团军的机会已经不多，现在突围是最好的机会。
在集团军“冬季风暴”作战命令中，曼施坦因分配给第6集团军的任务是准备向西南突围，以求与前去接应的第4装甲集团军汇合。艾斯曼少校受集团军群司令官委派，向第6集团军司令官指明，尽管集团军已经尽了最大的努力，但是不相信对被围德军的空运状况会有所改善。
“对此，您可以充分发表您的意见，我将把您的意见转达给集团军群司令曼施坦因元帅。”艾斯曼少校在结束他的汇报时，向保卢斯和第6集团军的其他高级军官如释重负地说。
起初，保卢斯将军第6集团军的作战处长和军需处长都认为，不仅应该趁早突围，而且对突围行动很有信心。但最后起决定作用的是第6集团军的参谋长希米德少将，他认为第6集团军此时不可能突围，现在突围等于自取灭亡。
希米德少将告诉艾斯曼说：“按照元首的指示，第6集团军将仍在这里过复活节，而你们的任务就是怎样使我们获得充足的补给。”
希米德参谋长不无抱怨地说：“陷在斯大林格勒这个鬼地方，并非是第6集团军自己的错误。因此，使第6集团军脱离目前的困境，是集团军和最高统帅部的事情。”
艾斯曼少校耐心地劝说：“据我所知，集团军群已经就贵集团军的补给问题竭尽全力，集团军群司令部并没有支配天气的本领，而且它也不能从帽子里变出运输机来。”
虽然艾斯曼少校是曼施坦因身边的一个比较善于言辞的人，但劝说的结果，并没有说服以希米德参谋长为首的顽固分子。
这个参谋长果然是出了名的性格倔强，结果本已萌生些许去意的保卢斯将军在其参谋长的影响下，宣布第6集团军是不可能执行集团军关于突围的命令的，并打出了元首这张王牌：放弃斯大林格勒是元首所明令禁止的。希米德的顽固性格，最后终于受到了报应，不久被苏联红军俘虏，并被苏联军事法庭判处了25年的劳役。
见劝说未果，艾斯曼少校只好飞返顿河集团军群司令部，曼施坦因正焦急地等待着结果。
听了情报处长的一番诉说，曼施坦因真想立时撤换掉固执已见的保卢斯和他的参谋长。
