该集团军的行动得到第24集团军右翼部队从北面的支援。第57和64集团军从南面支援主要突击集团的进攻。1月13、14日，军队重新变更了部署，加强了第21集团军的力量，这两天的作战行动一直没有停止。
尽管德寇在罗索什卡河地区进行了顽强抵抗，但阻挡不住苏军的进攻。苏军后面紧跟着炮兵，边战斗边强渡过河，并继续发展进攻。敌人丢掉了重型武器和军用物资沿雪地仓惶撤退。H·H·比留科夫将军指挥的步兵第214师占领了一号国营农场后，顺利地向前推移，在小罗索什卡将德寇赶到冲沟。“敌人拒绝投降，炮兵就直接炮轰地窖门。在罗索什长步兵第214师切断了敌人的退路，俘获了大批敌军”。
德国作家Ь·魏纳特（当时住在卡尔波夫卡）在1月14闻的日记中写道：“卡尔波夫卡。攻势继续猛烈进行着。我们听说，包围圈的西部已被一个从罗索什卡小河谷北面一直伸到卡尔波夫卡的大楔子拦腰切断了。德米特里耶夫卡，阿塔曼斯卡亚和卡尔波夫卡被攻克了……。
到处都是一片惊慌失措的景象。法西斯份子抛下了一切，甚至连他们的伤病员也都扔下不管了。
这个庞大的卡尔波夫卡村就像一个大集市一样。一眼看去，到处是倾倒的大炮、毁坏了的坦克、横在路当中的大卡车。许多掠夺来的东西，他们在逃跑时，曾企图装到还能够开动的汽车上去，由于惊慌而丢掉下了一大半。甚至连机枪都扔下不要了。到处是成堆的枪弹、炮弹和炸弹”。
处在恐慌中的敌军虽然没有挽救局势的希望，但死死抓住大居民点不放。狂风怒号，大雪飞扬，气温达到零下二十二度，战斗非常艰苦。在这种情况下，第64和57集团军肃清了切尔夫连纳亚河东岸的德寇并占领了卡尔波夫斯卡亚车站和巴萨尔基诺会让站。
德军指挥部想竭尽全力保住皮托姆尼克机场，但徒劳无益。敌人丧失了从大罗索什卡到巴布尔金和诺沃——阿列克谢耶夫斯基一线的强大支撑点。1月14日，第65集团军步兵第214师向南推进到达皮托姆尼克机场附近。因任务紧急，该师是在没有后勤的情况下向前推进的。1月14日夜，它们占领了机场。1月15日晨，第65和24集团军在机场会师。第62和64集团军在包围地区的东北部发动了积极的进攻，把敌人的力量直接牵制在斯大林格勒，使敌人不能够把部队调往我主力作战的包围圈西部。
德国策6集团军司令部从古姆拉克迁到离斯大林格勒城更近的地方，那里驻守着步兵第71师，在深沟的陡峭斜坡上构筑了很多掩蔽部。德国人把集团军这个指挥所称为《加尔特曼指挥所》，因以指挥所是以冯·加尔特曼师长的名字命名的（加尔特曼死后由罗斯凯上校接任师长）。
B·亚当写道：“再次销毁文件和军用物资，往新指挥所只能带些急需的东西。我们乘着少数几辆幸存的车辆，分小组沿公路行驶。路上，看见一排排饿得面饥瘦的人和伤病员，他们像幽灵一样往城里跛行。在古姆拉克车站，我们碰到了一大群伤员。由于害怕，他们离开机场医院往东跑，留下的只是一些重伤员和快咽气的病号。由于运输工具缺乏，所以疏散他们是不可能的，治愈他们也是没有希望的。保卢斯命令主治医生把医院留给进攻的敌人。俄国人在这里找到了一堆堆德军士兵的尸首，这是两周以前将他们像圆木一样一个个垛在这座死亡营外面的。看护兵们没有力量为死者在冻得像铁一般硬的地上挖坑，也没有炸药把冻地炸开，掩埋死者的尸首”。
1月17日日终前，第64、57、21、65、和24集团军分别前推到斯大林格勒的接近地，占领了大罗索什卡、冈恰拉村和沃罗波诺沃一线。环形包围战线的总长为110公里，而它的纵深从西到东缩短了33公里，为20公里（到红十月村），从北到南是30公里。包围区的总面积减少了800平方公里，为600平方公里左右。向东撤退的敌军占领了内围廓，继续负隅顽抗。
H·H·沃罗诺夫写道：“敌人的力量是从哪里来的呢？难道他们的粮食供应没有困难吗？这些问题自然地摆在我们面前。经侦察获悉，德军的一日口粮是150克面包，65—70克肉或者罐头、马肉和25—30克牛奶。看来，我们没有把德军师团的一些秘密粮食储备考虑进去”。
H·H·沃罗诺夫炮兵元帅（1943年1月18日晋此衔）决定亲自研究被围敌军的真实情况，他每天抽出二至三个小时审讯被俘的德军将领。除此之外，他想知道敌人是如何评价顿河方面军的地面火力和高炮火力的。从被俘的口供中看出，在被包围的德军中，人们越来越不信任希特勒。为了加强对德军士兵的监督，部分军官住进了士兵住的地窖。
德军指挥部干方百计吓唬自己的部队，不许他们投降。在第6集团军司令员的一份命令中写道：
“最近以来，俄国人不止一次地想同集团军及其下属部队谈判，其目的是想通过谈判来削弱我们的抵抗意志。我们都知道，如果部队停止抵抗，我们将受到什么样的威胁；我们中的大部分人不是被敌人子弹击毙，就是在西伯利亚可耻的俘虏营中饿死、冻死或者被折磨死。但有一点是清楚的：谁要是投降，谁将永远看不见自己的亲人。我们的出路只有一条：在严寒和饥饿中打尽最后一颗子弹，战斗到最后一息。因此，一切谈判都应拒绝，不予理睬。用火力赶走他们的使者。在其它方面，我们将寄希望于正在赶来营救的部队。
总司令 保卢斯”。
被围部队中的瓦解现象在增长。1月20日，保卢斯再次向集团军群指挥部和统帅部报告。报告中说：“由于粮食、燃料和弹药发生了灾难性的困难，部队战斗力急速下降。现在有1万3千名伤员得不到任何护理。除在伏尔加河前线作战的部队外，其它部队即没有构筑好的阵地，也没有住所和木柴。精神瓦解的严重征兆出现了。我再次请求给予行动自出。趁现在还有继续战都的可能，就继续抵抗下去，如果没有可能就停止那些不可能再进行的战斗，这样可以保障伤员得到护理，防止我军的彻底瓦解”。
统帅部的答复正好相反。“投降是不允许的。部队应执行自己的历史任务，要抵抗到最后一刻，以便促进在罗斯托夫及其北面建立起新的战线，以及南加索集团军群撤出”。
根据统帅部的要求，被围德军继续坚守他们所占领的土地。在奥尔洛夫卡——古姆拉克——佩斯昌卡一线，敌人的构筑工事，以原来的内围廓为屏障集结自己的所有预备队。被围德军仍在成千上万地死亡，这种无意义的抵抗连他们自己也看得越来越清楚了。
“指环”战役顺利地完成了。炮兵元帅H·H·沃罗诺夫和K·K·罗科素夫斯基上将决定实施全线总攻，以全歼被围之敌。其计划是：第2l集团军向古姆拉克、“红十月”村发动总攻，截敌军集团于两部分。第65集团军右翼部队配合第21集团军在亚历山大罗夫卡、“红十月”村北边实施突击。第24集团军也从西边发动进攻。第62和66集团军同过去一样，在合围地区的东北部发动进攻。这个结束阶段的突击计划得到统帅部的赞许。
1月18、19两日，军队进行了重新部署。但是，在第21集团军左翼甚至在第65和24集团军的进攻地带，这些天来，紧张的战斗始终没有停止过。
1月22日，顿河方面军重新发起了全线进攻。在突破敌防御中，炮兵和步兵起了主要作用。在第64、57和21集团军进攻的22公里地带内集结了4千1百门大炮，可以说突击火力达到了多么高的密集程度。
四天战斗中，进攻部队向前推进了l0至15公里。第21集团军的左翼兵团切断铁路线后，占领了敌人的重要支撑点——古姆拉克。1月25日，第65集团军占领了支撑点亚历山大罗夫卡、戈罗季谢。第64和57集团军从斯大林格勒南部发动进攻以后，冲破了敌人的内围廓，并消灭了库波罗斯诺伊、耶利善卡、佩斯昌卡、沃罗波诺沃车站、阿列克谢耶夫卡村、萨多瓦亚车站的卫戊部队，继续向东和东北推移。德国作家730·魏纳特在自己的这几天来的前方日记中写道：“包围圈的最后残余崩溃了。希特勒第6集团军集中在斯大林格勒城边和戈罗季谢。在草原上空不停地闪现着火光，响着炮声，数百门大炮一齐发射，炮声震耳欲聋。
离斯大林格勒越近，景象就越可怕。无论看到哪里，到处都是横七竖八地堆看过去精锐部队的遗体。路边上，到处都蜷伏着或躺着那些在撤退时精疲力尽不能跟上队伍、被弃置下来而冻死的人。在一块写着‘通往斯大林格勒’的牌子下面躺着一个士兵，死后他还紧紧抱着这块路牌。在通往冈恰拉村的峡谷内，昨天一定有过一场恶战。整个峡谷里都是被击毁和焚烧了的坦克和汽车。有些甚至翻了个底朝天。飞出去的坦克车盖和炸毁了的火炮阻塞了道路。不论走到哪里，到处都是尸体和人的断骨残骸。
……在我们后面的峡谷里，炮声如雷似地轰击着斯大林格勒的最后一批工事。可怕的“卡秋莎”的呼啸声，如同天崩地裂”。
从1月10日到25日的十六天里，德寇死伤的人数达10万之多。
敌占区缩小到不足1百平方公里。敌占区从北到南20公里，从西到东只有3·5公里。顿河方面军向斯大林格勒的西南部和西郊挺进，以消灭城区的敌人。
1月24日，保卢斯用无线电再次向德国统帅部报告说：“根据军情报处和同我保持联络的指挥员们的报告，当前的形势是：部队弹尽粮绝，通信联络受阻，只能同六个师取得联系。南线、北线和西线上的部队纪律松弛，统一指挥无法执行。东段变化甚大，1万8千名伤员因缺少包扎器材和药品得不到起码的救护。步兵第44、76、100、305和384师已被歼。由于敌人突入许多地区，战线已经破裂。只是在城区有一些支撑点和掩蔽工事，继续抵抗毫无意义。覆灭是难免的。为了挽救还活着的人，请即刻允许我们投降。保卢斯”。
第二天，希特勒马上给予回电：“不许投降！部队应该坚守阵地，要战斗到最后一个人，最后一粒子弹！”
第6集团军指挥部继续执行希特勒的命令，流血战斗只是毫无目的拖延着，他们注定要灭亡。
1月26日晨，第21和65集团军对敌人实施了决定性突击，第62集团军在这一突击的对面边作战边向前推移。当天上午，从西部发起进攻的第2l集团军同从东部发动进攻的军队在“红十月”村以南和马马耶夫岗会师。同时，第65集团军右翼部队为夺取“红十月”村而实施了战斗，并于第二天占领了“红十月”村的南部地区。
这样，1月26日，敌军被分割成两部分：南部被钳制在市中心，北部被压缩在“街垒”工厂和拖拉机厂地区。“围歼敌军的铁圈越缩越小，第6集团军注定要失败的可怕悲剧就要发生。”
敌人仍旧继续抵抗。在城南被64、57和21集团军合围的敌人只剩下6个步兵师、2个机械化师和1个骑兵师的残余部分。在城北，被第62、65和集团军合围的是3个坦克师、1个机械化师和8个步兵师的残余部队。保卢斯任命第11军军长施特列盖尔将军为北部集群司令，步兵第71师师长罗斯凯少将为南部集群司令。南部集群的指挥实际上由驻扎在这个集群配置地区的第6集团军司令部和保卢斯本人实施。
1月27日，肃清被切割的敌军集团的战斗打响了。德寇官兵不顾上级的指示，成批成批地缴械投降。但有的还仍然负隅顽抗。在南部扇形区，争夺粮食、面包厂、斯大林格勒二号车站、达尔戈尔斯克教堂及这些地方附近的建筑物的战斗异常激烈。第64、57和21集团军从西南和西北收缩对敌南部集群的包围圈。从1月28日夜到29日，第64集团军的左翼兵团强波察里察河后，前出到市中心。这时，敌军土气沮丧，愈来愈多的人放下武器成分队成部队地缴械投降。“投诚”已成为多数敌军的行动。从1943年1月27日到29日的仅仅三天时间内，第64集团军就俘虏了1万5千名德军官兵。”
1月30日，第64和57集团军切割敌南部集群后，直逼市中心。这儿一整天都在进行着顽强的战斗。第64集团军的左翼部队（步兵第29师、摩托化步第38旅和近卫步兵第36师）为夺取市中心进行着激烈的战斗。步兵第7军和M·C·舒米洛夫集团军的步兵第204师沿伏尔加河岸从察里察河河口往北突击敌人。第21集团军从西北实施进攻。
H·Ц·布尔马科夫上校指挥的摩托化步兵第38旅向“阵亡战土”广场挺进时，遇到罗蒙诺索夫街两座楼房内的敌人的顽强抵抗。“从一个俘虏的口供中（占领其中一栋楼房时所擒）得知这些楼房是通往百货商店接近地上的支撑点，在百货商店的地下室设有以德寇第6集团军司令官为首的司令部”。强击分队在向“阵亡战士”广场冲击的同时，首先要消灭楼房里（这里曾是州党委和州执委所在地）及其邻近房屋里的敌人。这个任务顺利地完成了。军人们以强攻俘虏了守卫市剧院和苏维埃宫的残余部队，彻底肃清了广场的希特勒份子。
摩托化步兵第38旅在工兵第329营的配合下，从1月30日夜到31日包围了百货商店大楼。天亮时，切断了通向第6集团军司令部所有电话线。
司令部参谋长施密特将军向住在百货大楼地下室一个房间的保卢斯走去，交给他一张纸条，上面写着：“祝您荣升元帅”。这是在“包围圈区”收到希特勒的最后一份电报。
就在这个时候，一名翻译按照施密特的指示从百货商店地下室走出来，拿着白旗向离得很近、停在胡同里的苏联坦克走去，并对坦克车长说，德国指挥部准备同苏联指挥部进行谈判。坦克手马上通过无线电同自己的指挥员取得联系。
摩托化步兵第38旅司令部作战处处长Ф·M·伊利琴科上尉和A·N·梅日尔科中尉及几个冲锋枪手一起来到百货大楼附近，并走进商店地下室。后边跟着的是Л·П·莫罗佐夫大尉、H·Ф·格里岑科大尉和H·E·雷巴克大尉，再后面是副旅长Л·A·维诺库尔中校和其他人。
德国第6集团军司令部参谋长施密特中将和被围部队南部集群司令官罗斯凯少将在地下室接见了第64集团军的代表。他们宣布准备进行投降谈判，但正式谈判将同顿河方面军司令部的代表举行。
722·M·伊利琴科上尉通过电话向旅长N·Д·布尔马科夫上校报告了谈判的过程，而旅长立即向策64集团军司令员进行汇报。M·C·舒米洛夫将军为谈判指定了以集团军司令部参谋长N·A·拉斯金少将为首的代表团。
8点钟，摩托化步兵第38旅的一些军官到达德国第6集团军司令部。过了十五分钟，第N集团军司令部作战处处长Г·C·鲁金上校、集团军司令部侦察处处长N·M·雷若夫少校、集团军司令部政治付参谋长Б·H·穆托文中校也随即到达。
这时，在德国第6集团军司令部参谋长办公室里有施密特及其副官，南部集群司令官罗斯凯及其参谋长，翻译和参谋人员，共计7名德军军官。他们起立欢迎代表团，并相互作了自我介绍。
苏联指挥员要求去见保卢斯元帅，德国翻译代表施密特中将回答说，保卢斯住在一间单独办公室，现在已不指挥集团军，因为集团军被分割成独立的作战集群。
代表团向施密特和罗斯凯将军发出了最后退牒，要求南部集群部队马上停止抵抗，彻底投降。德方接受了投降条件。几乎在所有地段，德寇一批批地放下了武器。只是在保卢斯司令部南6百至7百米远的一个学校地域，被苏军半�