取了位于顿河南岸的绥拉菲摩维奇桥头堡和克列茨卡亚东部的一座桥头堡。在第48装甲军提供支援的情况下，罗马尼亚军队用8个步兵师和2个骑兵师镇守一条160公里长的阵地。1942年11月，第3集团军的兵力为17万人，每个师负责保卫一条20公里长的战线，这是标准布防战线长度的两倍。由于布防战线过长，罗马尼亚军队的防御部署缺乏深度和密度。同样，第3集团军的反坦克防御依靠的是口径为37毫米的大炮，而这种武器对苏军的新式坦克几乎不会造成任何破坏。1942年10月间，杜米特雷斯库提出德军与罗马尼亚军队采取联合行动，摧毁绥拉菲摩维奇桥头堡的建议，但遭德军拒绝，因为德军无法从斯大林格勒抽出部队参加这一战斗。第4装甲集团军的右翼，即斯大林格勒南部，部署的是罗马尼亚第6军，罗马尼亚第7军则在萨帕湖以南更远的位置部署。从11月21日起，康斯坦丁内斯库将军的第4集团军司令部负责指挥这2个罗马尼亚军，在苏军进攻开始时，他们的指挥由霍斯负责。这支罗马尼亚军队下辖5个步兵师和2个骑兵师，总兵力达7。5万余人。在北部，罗马尼亚军队的部署过于分散，装备也较差，他们的防御缺乏足够的深度和密度。霍斯对第4装甲集团军右翼的担心没有引起重视，因为德军认为，只要A集团军群不离开高加索地区，Ｂ集团军群就没有进一步加强防线的必要。10月初，斯大林格勒方面军的左翼部队在萨帕湖地区成功发动了一次有限反攻。罗马尼亚第4集团军的快速失败表明，德军的裸露阵地防御存在着严重问题。此外，德军没有对斯大林格勒南部伏尔加河畔的苏军桥头堡采取任何防御措施，仅有一支德军预备队（雷瑟少将的第29摩托化师）守护着一条193公里长的阵线，霍斯的2个德军步兵师仍留在斯大林格勒市内。
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“天王星”行动（2）
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负责保护第6集团军侧翼的罗马尼亚和意大利军队的战斗力和技战术水平根本无法与德军相提并论，对于第6集团军的覆灭，他们不应该负任何责任。虽然是由于他们的存在才使第6集团军全力投入到斯大林格勒争夺战中，但事实上，这是希特勒的选择。德军也意识到第6集团军的侧翼极易遭到攻击，可是他们却把夺取斯大林格勒作为解决这一问题的方法。至10月底，形势已经明朗，德军不可能在斯大林格勒速战速决。随着苏军行动的增多，德军陷入了一种萎靡不振的状态，他们似乎忽略了自己可能被驱逐的危险。当时，德军意识到苏军会发动反攻，只是严重低估了苏军的战斗力，他们既不能，也不会相信苏军有能力发动一次包围第6集团军的大规模行动。由于判断失误，至1942年11月，Ｂ集团军群仍在一条绵延644公里长的战线上分散部署，侧翼极其薄弱，后备部队不足，物资供给缺乏，且交通极易受到攻击。此时，德军的注意力完全集中在斯大林格勒，而苏联统帅部则另有图谋。
要研究苏军的反攻行动，就必须提到1942年9月“天王星”行动的起源。9月12日，当朱可夫回到莫斯科，讨论斯大林格勒的局势时，斯大林命令朱可夫继续对顿河—伏尔加河陆桥区域的第6集团军北翼发动猛烈进攻。当斯大林离开座位去观察德军进攻区域地图时，朱可夫和华西列夫斯基开始悄悄讨论另一种解决方案。斯大林的听觉极其敏锐，两人的谈话引起了他的兴趣，他立即问道：“另一种（解决）方案是什么？”朱可夫吃了一惊，说两人正在研究其他方案的可能性，而不只局限于对第6集团军的侧翼发动代价甚高的战术进攻。斯大林立即命令两人重新认真考虑当前的局势。
9月13日22时，朱可夫和华西列夫斯基向斯大林汇报了“解决方案”。他们认为，A、Ｂ集团军群的战线拉得太长，其作战方式根本无法完成希特勒定下的诸多作战目标。德军的物资供应线已延长到了极限，由其他轴心国军队守卫的Ｂ集团军群侧翼也是相当脆弱的，这就提供了通过一次军事行动将第6集团军包围的可能性。然而，要想包围第6集团军，苏军必须发动一次经过严格规划的“大规模”军事行动，绝不能像红军以前的行动那样组织混乱、实施仓促。斯大林并没有注意到两人的这些话语中透露出对自己以前作战指挥的一种间接性批评，而是开始转而考虑这个构想的作战图。他要求两人详细解释在绥拉菲摩维奇集结部队的构想。华西列夫斯基指出，这是向第6集团军和第4装甲集团军的作战后方实施大规模打击的跳板。斯大林提出为何此次进攻不在距离伏尔加河更近，即更往东一点的地点展开时，朱可夫指出，这样会使德军装甲部队离开斯大林格勒，前去阻滞苏军的进攻，而在西部更远的位置发动进攻，有利于包围德军装甲部队，同时也为苏军提供了宝贵的时间来建立一条应付斯大林格勒包围圈内外德军进攻的防线。最后，当斯大林质疑红军是否有充足的资源来发动一次如此大规模的军事行动时，朱可夫的回答显然令斯大林感到满意，他可能需要45天左右的时间来部署所需的部队。
第62集团军的作用非常突出。当红军计划“天王星”行动时，第62集团军仍坚持在斯大林格勒进行战术歼灭战，他们成功地牵制住了德军第6集团军。可以说，从本质上来讲，这是为苏军展开战役性反攻行动创造条件的一个有效诱饵。虽然斯大林格勒对苏联来说具有重大的政治与象征意义，但从纯军事的角度来看，斯大林格勒会战只是一种达到战役效果的战术手段。为了使第62集团军继续坚守斯大林格勒，苏军向他们提供了充足的资源，但是，对苏联最高统帅部来说，斯大林格勒作战的胜利在本质上永远都不会是战争的结束。但与之相反，斯大林格勒却已成为德军的战役目标。至1942年10月，德军已忘记了夺取石油的目标，他们认为最重要的是取得伏尔加河的胜利。斯大林格勒完全吸引了德军的注意力，而第62集团军只是获得了能够继续生存的资源。这种对资源的精确计算以及最后将第6集团军的消灭，是苏联最高统帅部给人留下的最为深刻印象的成就之一。正如维尔莫特所说，“在纳粹德国与苏联的战争中，斯大林格勒为苏军提供了首次击败对手的机会，他们击败了准备充分的德军，这是非常重要的，与德军相比，苏军在战斗中根本不具备任何优势。”
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“天王星”行动（3）
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9月28日，叶廖缅科的东南方面军改称斯大林格勒方面军，方面军的边界从雷诺克的北部郊区，沿着伏尔加河，穿过斯大林格勒市以及城市南部，直至萨尔帕湖。戈尔多夫中将的斯大林格勒方面军改称顿河方面军，并由罗科索夫斯基指挥。瓦杜丁中将指挥的新组建的西南方面军部署在顿河中游和绥拉菲摩维奇桥头堡，目的是对付罗马尼亚第3集团军。苏军对西南方面军的存在始终高度保密。10月初，苏联最高统帅部向瓦杜丁、罗科索夫斯基和叶廖缅科下达了统帅部的作战意图。10月6—9日，“天王星”军事行动的基本框架构建完毕，其作战目的是包围和歼灭斯大林格勒地区的德军。苏军的装甲部队将兵分两路发动进攻，一路从北部向东南方向推进，一路从斯大林格勒的南部出发，向西北方向推进，两路人马将在顿河河畔的卡拉奇会合，将德军包围在伏尔加河畔。此次行动的目标直指斯大林格勒西北和南部的罗马尼亚第3集团军和第4集团军，同时，顿河方面军将牵制并向克列茨卡亚东部第6集团军的左翼发动进攻。西南方面军担负北部的主要突击行动，该方面军由列柳申科的近卫第1集团军、罗曼年科的第5坦克集团军和克里斯蒂亚科夫的第21集团军组成，总兵力33。8万余人。西南方面军的进攻计划如下：近卫第1集团军右翼将阻击意大利第8集团军，以防后者阻碍西南方面军右翼向南部推进。在西南方面军的左翼，在顿河方面军第65集团军的支援下，第21集团军将向罗马尼亚第3集团军右翼发动进攻。在中部，第5坦克集团军将穿越罗马尼亚军队防线，直插第6集团军后方，与来自斯大林格勒南部的苏军会合，将最初的战术胜利转变成为战役胜利。第5坦克集团军实力强大，包括布特科夫少将的第1坦克军和罗丁少将的第26坦克军，6个步兵师和8个骑兵军为其提供支援。第21集团军下属第4坦克军将与第5坦克集团军协同作战，确保消灭罗马尼亚军队。根据计划，纵深作战行动占据绝对优先权，坦克军将避免与敌人发生战术性的小规模冲突。为了占据包围圈的外围，西南方面军的右翼将在奇尔河建立一条防线。斯捷潘诺夫少将的第17空军集团军将从空中为西南方面军提供支援。
西南方面军左翼是罗科索夫斯基的顿河方面军，该方面军将从克列茨卡亚和顿河—伏尔加河陆桥一线发动进攻。在右侧，巴托夫少将的第65集团军将与克里斯蒂亚科夫的第21集团军协同，切断罗马尼亚第3集团军与德军第11军之间的联系。一旦完成上述任务，第65集团军的左翼将与加里宁少将的第24集团军在韦尔佳奇会合，包围德军第11军。然而，摧毁德军第11军并非顿河方面军进攻的主要目标，因为顿河方面军不仅没有足够的兵力，而且苏军在1942年9月和10月期间还不具备突破德军在斯大林格勒北方防线的能力。顿河方面军第65、第24和第66集团军的主要目标是阻止德军干扰西南方面军的行动。鲁坚科少将的第16空军集团军将提供空中支援。斯大林格勒方面军南侧的进攻行动将由第64、57和51集团军负责实施。距斯大林格勒市最近的第64集团军将把德军第4军牵制在斯大林格勒市内。在其左侧，第57集团军和在更南部部署的第51集团军将突破罗马尼亚第6军的防线。一旦形成突破，第57集团军下属第13坦克军将与第51集团军所属第4机械化军协同，向西北方向发动进攻，进一步扩大战果，推进至卡拉奇地区。第51集团军下属第4哥萨克骑兵军，将与3个步兵师（第126、302和91师）一道，在科捷利尼科沃向西南方向机动，以形成外围环形防线。进攻的日期暂定为：北部11月9日，南部11月10日，南北部选定的时间不同与西南方面军和斯大林格勒方面军相应行程的不同有关，两大方面军分别需要推进大约128公里和97公里。
虽然德军对“天王星”行动并不感到十分意外，但他们仍被此次行动的规模之大、攻势之猛烈以及苏军的勃勃野心所震惊。德军之所以缺乏准备，存在几种解释，其中之一便是苏联的“伪装作战”，它是一种旨在掩饰苏联进攻规模、时间和方向的伪装、假情报和欺骗方法。苏联最高统帅部深知，打算完全掩盖进攻意图是根本不可能的，但是，伪装作战所取得的成功被德军总参谋长蔡茨勒上将所证实。1942年11月28日，苏联最高统帅部提出，“在苏军准备发动进攻的过程中，必须要精心隐蔽所有参与进攻的军队，特别是坦克部队。”此次大规模的军事行动要求在两个月之内准备105万人、1。56万门大炮和894辆坦克，准备过程中要掩盖苏军的真正意图。需要在伏尔加河上修建许多渡河大桥，同时，信号兵必须在夜晚行军过程中操作信号灯指挥单线铁路的交通运输，每12分钟将有一列火车从铁路线上通过。诺维科夫指挥的空军部队将阻击德国空军的持续侦察以及对铁路交通的系统性封锁。苏军在夜晚调动以及昼间伪装过程中都实施严格的无线电静默，与此同时，苏军还专门组建虚假的无线电网络，以此来误导德军或打消德军的疑虑。苏军的指挥官们都一直对行动的真正意图一无所知，直至11月初，军队在进攻前夜才接到命令。为了加强行动的保密性，苏军禁止下达书面命令。无论在何种情况下，指令都尽可能地通过口头简报和地图演示的方式来传达。尽管苏军在其伪装作战中取得广泛的成功，但是德军还是得到了一些关于苏军即将发动进攻的警告。
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“天王星”行动（4）
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激战高加索
A集团军群的目标是夺取高加索山脉北部迈科普和格罗兹尼的油田，然后占领阿塞拜疆的巴库。巴库的石油产量占到苏联石油总产量的80％。德军最高统帅部希望A集团军群在夺取苏联丰富的油田之前，首先击败高加索山区的苏军并占领广阔的土地。这些最初目标都与“蓝色”行动中制定的目标相吻合。然而，由于过高估计了德军的能力，希特勒还要求A集团军群夺取黑海沿岸及其港口。从罗斯托夫到格罗兹尼超过483公里，而从格罗兹尼到巴库则超过322公里。希特勒梦想用21个师的兵�