Debido a la longitud del frente creado para la operación Azul, cuyo doble objetivo era apoderarse de los campos petrolíferos del Cáucaso y tomar la ciudad de Stalingrado, las fuerzas alemanas y otras unidades del Eje se vieron obligadas a proteger sectores más allá de la distancia que debían ocupar.

La situación se vio agravada por la decisión alemana de trasladar varias divisiones mecanizadas desde la Unión Soviética a Europa Occidental.

Los alemanes solo podían contar con el XXXXVII Cuerpo Panzer, que tenía la fuerza de una sola división Panzer, y la 29.ª División de Infantería como reservas para reforzar a sus aliados rumanos en los flancos del 6.º Ejército alemán.

Sin embargo, el movimiento de las tropas soviéticas no fue fácil, especialmente el empeño en ocultar al enemigo sus intenciones así como por la tardanza que sufrían sus unidades debida a problemas logísticos.

Aunque las unidades rumanas pudieron repeler los primeros ataques, al final del día 20, el 3.º y el 4.º Ejército comenzaron una retirada precipitada después de que el Ejército Rojo consiguiera esquivar a las divisiones de infantería alemanas.

Las reservas alemanas no fueron lo suficientemente fuertes como para detener a las unidades mecanizadas soviéticas, mientras que el 6.º Ejército tampoco fue capaz de movilizar con la suficiente rapidez ni decisión a las fuerzas acorazadas alemanas en la ciudad ni de reorientarlas para conjurar la inminente amenaza.

[15]​ Finalmente, el mando al cargo de las misiones soviéticas para relevar Stalingrado quedó bajo el general Aleksandr Vasilevski.

[27]​ Si bien Adolf Hitler confiaba en la capacidad de las unidades del Eje no alemanas para proteger sus flancos,[28]​ en realidad estas unidades se basaban en equipos en gran parte obsoletos y en artillería cargada por caballos, mientras que en muchos casos el mal trato que se le daba al personal alistado por parte de los oficiales causaba mala moral.

[30]​[31]​ Del mismo modo, los cañones contracarro 3,7 cm PaK 36 también estaban anticuados y en gran parte escaseaban en munición.

[34]​ En general, las tropas alemanas no estaban en la mejor forma; se vieron debilitadas por meses de lucha contra el Ejército Rojo y, mientras el Stavka levantaba nuevos ejércitos, el alto mando alemán intentaba mantener sus unidades mecanizadas existentes.

[41]​ En total, los soviéticos acomularon 11 ejércitos, varias brigadas y cuerpos de tanques independientes.

[48]​ Volski creía que la ofensiva, tal y como estaba planeada, estaba condenada al fracaso debido al estado de las fuerzas destinadas a la operación; sugirió posponer la ofensiva y rediseñarla por completo.

[50]​ Aunque la inteligencia soviética intentó recopilar la mayor cantidad de información posible sobre la disposición de las fuerzas del Eje colocadas frente a ellos,[51]​ no consiguieron mucha información sobre el estado del 6.º Ejército alemán.

[56]​ Aunque los comandantes soviéticos sugirieron posponer el bombardeo debido a la mala visibilidad que causó la niebla, el cuartel general del frente decidió continuar.

[59]​ Si bien la densa niebla impidió que la artillería soviética apuntara correctamente, las semanas de preparación les permitieron realizar disparos precisos sobre el enemigo a lo largo del frente.

[64]​ Después de darse cuenta del ataque soviético, el cuartel general del 6.º Ejército no pudo dar instrucciones a las 16.º y 24.º Divisiones Panzer, que en ese entonces se encontraban luchando en Stalingrado, para organizar y apoyar las defensas rumanas;[65]​ en cambio, la misión fue encomendada al XXXXVIII Cuerpo Panzer exhausto y mal equipado.

[66]​ El 48.º Cuerpo Panzer tenía menos de 100 tanques modernos operables para luchar contra los blindados soviéticos.

[73]​ Mientras que la Fuerza Aérea Soviética bombardeó a los soldados rumanos en retirada, la Luftwaffe solo ofreció una oposición insignificante.

Marca el principio de la derrota alemana en el frente oriental, donde ya no recuperaría la iniciativa.

Unos días antes de rendirse, Paulus fue ascendido a Feldmarschall, era la forma sutil de decirle a Paulus que debía suicidarse, ya que hasta la fecha ningún Feldmarschall alemán había sido capturado vivo.