Fue ascendido por Adolf Hitler a mariscal de campo para que no se rindiera, ya que ningún mariscal se había rendido nunca en la historia alemana.

Tras una larga ausencia por enfermedad, en 1915 fue asignado al 2.º Regimiento de Cazadores Prusianos y dos años más tarde fue destinado como Oficial de Sección al Cuerpo Alpino, sirviendo en Macedonia, Francia y Serbia.

Desde ese puesto, fue citado por Hitler para colaborar en el diseño de la Operación Barbarroja destinada a la invasión de la Unión Soviética, operación que Paulus consideraba una locura pero que acató con estoicismo militar.

Durante el desarrollo de esta operación, aconsejó cortar la retirada a los rusos, evitando su repliegue hacia el interior.

Libró la primera batalla en Dnipropetrovsk, donde contuvieron su avance, viéndose obligado a efectuar retiradas tácticas durante varios meses.

Las bajas enemigas ascendían a 240.000 hombres, lo que le valió la Cruz de Caballero.

En verano de ese mismo año, avanzó hacia Stalingrado, una gran urbe industrial que se extendía unos 50 km a lo largo de la orilla derecha (Oeste) del Volga.

Solo faltaban por tomar las construcciones fortificadas de la orilla del Volga para obtener el éxito completo.

Por el lado soviético, varios alcanzaron la fama, entre ellos Vasili Záitsev, quien causó 149 bajas alemanas.

Se intentó por todos los medios capturar los muelles de la orilla norte del Volga, pero la acción fue abortada por batallones siberianos y cohetes Katiushas disparados desde el margen oriental del río.

Éstos, protegidos por tropas italianas, húngaras y rumanas, pobremente equipadas y no entrenadas para enfrentarse a divisiones blindadas, cedieron ante el empuje soviético, siendo cercado en pocos días el 6.º Ejército.

El panorama que tenían ante sí los soldados embolsados en el kessel o 'caldero' no podía ser más desastroso: había soldados hambrientos, heridos, con tifus, ateridos de frío.

Cuando perdieron la única pista de abastecimientos fue el final; la mayoría se había encerrado en un supermercado con subterráneos llamado Univermag.

Además la ciudad ya tenía el aspecto de tumba, con un olor a descomposición cadavérica que la cubría por completo.

Antes de marchar hacia el cautiverio, los soldados alemanes tuvieron que despejar los escombros en la ciudad, recogieron a sus camaradas muertos y los dispusieron en pilas en las afueras de la ciudad para que fueran incinerados.

Aproximadamente 150.000 soldados alemanes encontraron la muerte durante la batalla y unos 90.000 fueron hechos prisioneros.

Muchos oficiales y generales alemanes poseían el título de «von» en sus nombres.