於是，1943年1月8日，3名蘇軍青年軍官帶著一麵白旗，進入斯大林格勒北部的德軍防線，把蘇頓河方麵軍前線司令羅科索夫斯基將軍的一份最後通牒送交保盧斯將軍。最後通牒提醒保盧斯，他的部隊已被切斷，解救無望，空中接濟也不能保持了，然後說道：
“你軍已陷入絕境。你們饑寒交迫，疾病叢生。而蘇聯的寒冬還隻剛剛開始。嚴霜、寒流、暴風雪還在後頭。你的士兵缺少冬衣，衛生條件又差到極點……你們的處境暗淡無光，繼續抵抗下去實在毫無意義。”
“有鑒於此，並為了避免無謂的流血犧牲，茲建議你們接受下列投降條件……”
這些條件是體麵的。所有被俘人員一概發給“通常標準的口糧”。傷病員和凍傷人員將得到醫治。所有被俘人員可以保留他們的軍銜領章、勳章和個人財物。通牒要求保盧斯於24小時之內答複。
保盧斯立即將最後通牒的全文以電報形式發給希特勒，並要求批準第6集團軍向蘇軍投降。希特勒立即駁回了他的請求。蘇軍要求投降的期滿之後，又過了24個小時，即1月10日晨，蘇軍以5000門火炮對德軍狂轟猛炸。經過猛烈的炮火準備後，頓河方麵軍部隊轉入旨在分割並各個殲滅被圍敵軍的進攻，但未能獲得全勝。
這一仗打得激烈而殘酷。在瓦礫成堆、遍地冰凍的城內廢墟上，雙方都以令人難以置信的英勇，不顧一切地戰鬥。但是戰鬥並沒有持續多久。6天之中，德軍的袋形陣地已縮小了一半，隻剩下15英裏長、9英裏寬的一塊地方。
1月22日，頓河方麵軍部隊經過進一步準備後再次轉入進攻。敵人經不住這次突擊，開始後退。會戰中托爾布欣將軍指揮的第57集團軍和紮多夫將軍指揮的第66集團軍取得的戰果最好。
1月24日，德軍保盧斯第6集團軍本來就已十分可憐的陣地又被蘇軍一劈為二，最後一條小型的臨時跑道也失去了。過去，德軍飛機還運來些供應品，特別是治療傷病員的藥品，並運走了2900名傷病員，現在飛機再也不能降落了。
在這種情況下，蘇軍再次給保盧斯所屬部隊一次投降的機會。1月24日，蘇聯的使者帶著一份新的建議來到德軍陣地。保盧斯又一次感到左右為難，並再次發電報向希特勒請示：
“部隊已彈盡糧絕……已無法進行有效的指揮……傷員1.8萬人，無衣無食，也無藥品繃帶……繼續抵抗下去已毫無意義。崩潰在所難免。部隊請求立即準予投降，以挽救殘部生命。”
但是，希特勒的答複一如既往：“不許投降。第6集團軍必須死守陣地，直至最後一兵一卒一槍一彈。”
實際上，繼續抵抗不僅毫無意義、毫無用處，而且是根本辦不到的事。第6集團軍被迫開始全線退卻……退卻變成了逃跑……亂作一團……路上布滿屍體，並很快被白雪所覆蓋……整個部隊開始無命令地退卻，勢不可擋，因為他們在和死亡賽跑，稍慢一點兒，死神便會輕易地追上他們，捉住他們……隊伍裏一批批人死去，集團軍縮在越來越小的地獄裏。
1月28日，德軍第6集團軍這樣一支曾經煊赫一時的軍隊的殘兵餘卒被分割在3小塊袋形陣地之中，保盧斯將軍的司令部在南麵的一塊，他坐在黑暗角落裏的行軍床上，樣子頹喪至極。
第6集團軍的“光榮”和可怕的痛苦都快要結束了。1月30日，保盧斯電告希特勒：“最後崩潰不出24小時之內。”