Pomimo wielokrotnie ponawianych ataków, miasto nie zostało ostatecznie zdobyte przez Niemców, chociaż zajęli oni około 90% jego terenu. Przeciwnie – z biegiem czasu 6 Armia została okrążona i niemal całkowicie odcięta od zaopatrzenia, które w niewystarczającym stopniu dostarczane było drogą powietrzną. Paulus zdawał sobie sprawę ze złego położenia swoich wojsk i był zwolennikiem wyrwania się z okrążenia, mając równocześnie świadomość, że będzie się to wiązało z utratą znacznej części ciężkiego sprzętu. Oddziały pancerne pod dowództwem generała Walthera von Seydlitz-Kurzbacha miały przerwać pierścień okrążenia. Adolf Hitler zakazał jednak jakichkolwiek działań odwrotowych, obiecując zaopatrzenie 6 Armii z powietrza, a następnie przywrócenie połączenia z resztą wojsk w wyniku równoczesnego ataku z zewnątrz i wewnątrz kotła.
W bardzo ciężkich zimowych warunkach, przy ostrym mrozie i zamieci śnieżnej, oddziały pod dowództwem feldmarszałka Ericha von Mansteina próbowały 12 grudnia uderzeniem z zewnątrz przerwać okrążenie. Operacja odsieczy z zewnątrz nosiła kryptonim Wintergewitter (Burza zimowa). Wyrwanie się z okrążenia wojsk w kotle i wyjście odsieczy naprzeciw nosiło kryptonim Donnerschlag (Uderzenie pioruna).