1943年1月24日，斯大林下令開啟全面反攻，並派出德國七倍的兵力進行對戰。他們在綿延八百里的戰線上，開始朝庫爾斯克進軍。朱可夫元帥率領德軍七倍的兵力進行反擊，才在幾個月之後逐漸取得了反攻的勝利。
1942年11月19日上午，瓦圖京和羅科索夫斯基從北邊發動進攻。第2天，在由於濃霧而推遲了幾個小時後，葉廖緬科從南邊發動進攻。11月23日，他們已在卡拉契附近會師，合圍了德軍第6集團軍，還有第4裝甲集團軍的一個軍。
斯大林立即指示華西列夫斯基集中力量開始實施土星作戰計劃，這是對被圍困在斯大林格勒的敵人再加上一層合圍圈的大膽攻勢。這樣，在蘇聯軍隊掌握了羅斯托夫以後，在高加索的德軍的退路就被封堵了。
在南邊，德國人匆忙重新組織他們的力量，建立了頓河集團軍羣，由陸軍元帥曼施泰因指揮。他一直打到接近鮑盧斯防線25英里的地方。但鮑盧斯沒有突圍與他會師。12月24日，斯大林批准了一次反攻，把曼斯泰因趕回到科捷爾尼科沃，並且更向南趕了60英里。曼施泰因放棄了給鮑盧斯解圍的努力。他集中力量防守羅斯托夫與塔曼之間的空隙，以便讓高加索和庫班的德軍部隊能夠撤退。
在西邊，土星作戰計劃因曼施泰因的進攻而作了修改，現取名為小土星作戰計劃，取得了成功，5天內前進了150英里。
在北邊，朱可夫協調指揮的進攻迫使德國人退出了維亞澤馬突出部，並把封鎖列寧格勒的敵軍打開了一個7英里寬的缺口。
1943年1月31日，德軍南部集團軍羣投降。2月2日，北部集團也投降。
1942年，蘇軍向德國發動總反攻，但是由於沒有足夠的預備隊和炮兵支援，蘇軍又受到了一些挫折。在南部、蘇軍在塞雲斯托波爾，哈爾科夫等地遭到失敗。5月，蘇軍在刻赤、哈爾科夫相繼兵敗，7月塞瓦斯托波爾失守，蘇軍損失慘重。
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