La fría recepción de los alemanes no desanimó al Duce, que de inmediato dispuso enviar tres divisiones del Regio Esercito italiano a combatir contra la URSS, formando un cuerpo militar «semi-motorizado» denominado «Corpo Spedizionario Italiano in Russia» o CSIR.
El general Messe se opuso a aumentar el número de tropas italianas en la "campaña oriental" hasta que éstas contaran con equipamiento militar adecuado y suficiente.
Cuando en agosto del mismo año las tropas alemanas lanzaron su ofensiva contra Stalingrado, se encargó a los italianos proteger el flanco norte del 6.º Ejército Alemán, sobre el cual recaía el peso principal de la lucha contra los soviéticos.
Allí el ARMIR sufrió el principal ataque soviético lanzado dentro de la Operación Saturno, enviada por el Ejército Rojo para cercar y destruir a las tropas del Eje que atacaban Stalingrado.
Los italianos se defendieron pese a las graves limitaciones de armamento, pero pronto fueron cercados por los soviéticos.
Tan solo la división Tridentina logró huir en condiciones regulares, siendo casi destrozadas la Julia y la Cuneeense.
Las bajas del ARMIR llegaron a 20 000 muertos y 64 000 capturados, perdiéndose la mayor parte de los pertrechos.
Solo 45 000 hombres pudieron huir del cerco soviético, salvando escaso número de armamento pesado con ellos.
El desastre militar italiano en suelo soviético repercutió negativamente en la opinión de la élite política en la Italia fascista, que criticaba a los altos jefes del Regio Esercito por permitir el envío a la URSS de un contingente mal armado y pésimamente equipado para la lucha invernal.
Para el régimen fascista, las derrotas del ARMIR significaron un desafío moral ante la población, ya muy desalentada al coincidir la grave derrota en Rusia con las serias pérdidas sufridas en Libia, donde las tropas italogermanas retrocedían sin remedio desde noviembre de 1942 tras el resonante triunfo aliado la Batalla de El Alamein.