巴巴羅薩計劃1941年6月22日，納粹德國及其軸心國盟軍發動“巴巴羅薩計劃”，悍然入侵蘇聯，蘇德戰爭爆發。德軍閃電般地占領了蘇聯西部大片領土。在1941年夏秋季遭受了一連串打擊的蘇軍在當年12月進行的莫斯科保衛戰中取得了首次勝利。過度消耗的德軍由於缺乏應付冬季的戰爭裝備和穩定的供應線，在莫斯科城下遭受了嚴重打擊，並在部分地區遭到反攻。
到1942年春天，漫長的蘇德戰線相對穩定了下來，但雙方都在秣馬厲兵，準備更大規模的戰役，以爭奪戰略主動權。鑒於德軍已無力發動全線進攻，德軍最高統帥部希望攻擊蘇聯意想不到的戰略方向以求獲得快速的成效。陸軍總參謀長哈爾德將軍建議，如果再要發動攻勢，就應針對莫斯科。然而希特勒認為攻擊莫斯科目標過於明顯，並且中央集團軍群已經受到了很大削弱，德軍應放棄再次進攻莫斯科的計劃。因此，德國開始籌劃集中兵力在北部和南部戰線發動新一輪局部攻勢。此外，由於美國在遭到珍珠港偷襲之後對日本宣戰，德國認識到時間頗為緊迫。希特勒希望能夠在美軍有機會加入歐洲戰場之前結束東線戰爭或盡可能削弱蘇聯。
戰略要地斯大林格勒原名察裏津，後來改稱伏爾加格勒，位於伏爾加河下遊西岸，戰前居民約60萬人。它是蘇聯內河航運幹線——伏爾加河上的重要港口，又是蘇聯南方的一個鐵路交通樞紐和重要工業城市，擁有一家大型拖拉機廠——斯大林格勒拖拉機廠（又稱捷爾任斯基拖拉機廠，該工廠是當時蘇聯最大的拖拉機廠，產量占全蘇的一半，長期以來扮演兵工廠的角色）。斯大林格勒以西、以南是廣闊富饒的頓河下遊流域、庫班河流域和高加索地區，是蘇聯糧食、石油和煤炭的重要產區。1941年，德軍占領烏克蘭後，斯大林格勒成為蘇聯中央地區通往南方重要經濟區域的唯一交通咽喉，戰略位置極為重要。
如果德軍占領這一地區，蘇聯就會失去戰爭所需要的石油、糧食和重要的工業基礎，而德國此時也迫切需要這些資源。在即將發動攻勢之前，希特勒曾對第6集團軍司令保盧斯將軍說：“如果我拿不到邁科普和格羅茲尼的石油，那麼我就必須結束這場戰爭。”
希特勒密令1942年4月5日希特勒發布的戰爭密令：“4月5日第41號指令（東線作戰）
領袖兼國防軍最高司令領袖大本營國防軍統帥部/國防軍1942年4月5日指揮參謀部1942年第55616號絕密文件隻傳達到軍官第41號指令在俄國的冬季會戰行將結束。由於東線官兵表現得特別頑強和富於犧牲精神，德軍已取得防禦戰的巨大勝利。
敵人在人員和物資方而損失極為嚴重。在這個冬季，敵人在擴大所謂初期戰果的努力中，已使其準備用於以後作戰的預備隊主力受到很大消耗。一但天氣和地形條件具備，德軍指揮官和部隊的優勢必將再次贏得行動的主動權，迫使敵人就範。
目標是，最終殲滅蘇軍殘存的有生力量，盡可能多地奪取它的最重要的戰爭經濟資源。為此，應投入德國國防軍和盟軍的一切可供使用的力量。但同時，無論如何應保障歐洲西部和北部占領區海岸的安全。”