11月15日清晨，德軍從北麵、南麵、西麵對莫斯科發起了猛攻。
德軍人數雖多，可戰線拉得過長（長達1000公裏），兩翼的突擊部隊相距200公裏，兵力分散。而蘇軍則比較集中，可以集中局部地區的優勢兵力打擊敵人。
1941年12月6日早晨，朱可夫的西方方麵軍從莫斯科南、北兩麵開始了反攻，幾乎在同一時期，友鄰方麵軍積極配合，蘇德雙方展開了大規模的戰鬥。經過10天的激烈較量，使已經削弱和極度疲憊的德軍遭受了重大損失，在蘇軍壓力下節節後退。
希特勒得知德軍撤退的消息後大發雷霆，歇斯底裏地禁止前線部隊繼續後退，並答應補充部隊。
然而在蘇軍英勇無畏的進攻下，到12月底，德軍已經山窮水盡、走投無路了。
德軍在莫斯科戰役中的失敗，是德國法西斯發動第二次世界大戰以來所遭到的第一次大失敗，它打破了希特勒“閃電戰”不可戰勝的神話，大大鼓舞了世界反法西斯主義的鬥爭。［我還想知道］
莫斯科是蘇聯的首都，是全國政治、經濟、文化和軍事中心。
朱可夫作為拯救莫斯科的英雄，在這場舉世聞名的戰役中名聲大振，被斯大林稱為“勝利的象征”。
斯大林格勒會戰標誌著蘇德戰爭的轉折嗎?
“閃電戰”美夢的破滅，使德軍無力在蘇德戰場上發動全麵進攻，希特勒被迫采取重點進攻的戰略，他把眼光盯上了斯大林格勒。
希特勒的如意算盤是先奪取斯大林格勒，占據這個重要戰略要地和戰略物資基地，然後由此北進莫斯科，對莫斯科形成夾擊之勢。
為減輕斯大林格勒方麵的壓力，9月3日早晨，蘇聯第一集團軍發起了反攻，但是隻前進了幾公裏就受到德軍的有力阻擊而被迫停了下來。
德軍用在斯大林格勒方向的兵力有50多個師，他們擁有500輛坦克、1700門大炮和迫擊炮。在市區爭奪戰中，德軍在兵力和武器上是占優勢的。
很快，爭奪市區的激戰達到白熱化的程度，德軍不顧一切，一步步向市中心逼近。蘇軍似乎有些支持不住了，兵力每時每刻在減少。但是由於蘇軍在斯大林格勒人民群眾的支援和配合下，戰鬥意誌無比堅強，隻要德軍一向前推進，就要受到頑強的阻擊並付出沉重的代價。
經過連續13天的戰鬥，德軍在9月25日占領了市南和市中心的部分地區，並且前進到伏爾加河河南，幾乎每一個渡口都被德軍強大的火力控製著，斯大林格勒變成了一個大戰場，曆史上規模最大的巷戰在這裏展開了。
而隨著時間的拖延，敵人的補給將越來越困難，惡劣的天氣也將給他們造成極大的困難。
10月中旬，當德軍的進攻陷於停頓之時，斯大林格勒前線各方麵軍接到命令，停止一切具有攻勢的作戰行動，命令中詳細地講述了如何安排冬季的防禦，如何構築工事、如何在支撐點儲備糧食、彈藥等。與此同時，蘇軍正在秘密地把部隊不斷調往準備實施突擊的方向。
1942年11月19日7時30分，隆隆的炮聲宣告了西南方麵軍和頓河方麵軍開始進攻德軍，從此揭開了蘇軍大反攻的序幕。
蘇軍於1943年1月10日以5000門大炮轟擊包圍圈內的德軍，隨後坦克和步兵發起迅猛的衝鋒。德軍由退卻變成了無命令的逃跑，沿途丟下成千上萬的屍體被風雪和炮灰所掩埋。不到6天，德軍的陣地又縮小了一半。
到1月25日，德軍被擊斃、擊傷和被俘者已超過了10萬人。蘇軍又把包圍圈縮小到南北長20公裏、東西寬3．5公裏的地段上。
2月2日，被圍德軍全部投降和被殲滅，曆時200天的斯大林格勒大會戰以蘇聯紅軍的英勇勝利而告終。斯大林格勒會戰標誌著蘇德戰爭的轉折，也標誌著第二次世界大戰的轉折。從此，蘇軍開始進入戰略反攻階段，德軍則逐步走向滅亡。
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朱可夫精心的準備，設計了整套“包圍打援”方案，不僅打退了前來支援的德軍，還將包圍的德軍壓縮在了更小的範圍之內。
1943提1月24日，德軍元帥保盧斯再次電請希特勒允許立即投降，但是他得到的答複仍然是“不許投降，要死守陣地，直到最後一兵、一卒、一槍、一彈。”