В то время как Донской и Сталинградский фронты готовились сжать кольцо, охватившее окруженную 6-ю армию, Гитлер назначил фон Манштейна командующим группой армий «Б» (вскоре переименованной в группу армий «Дон») и приказал ему восстановить прежнее положение в южной России, а конкретнее - деблокировать окруженные в Сталинграде немецкие войска, пока ОКХ отводило с Кавказа чрезмерно растянутые войска группы армий «А». Манштейн планировал провести в середине декабря две деблокирующих операции для спасения окруженных в Сталинграде войск: прорыв LVII танкового корпуса на северо-восток из района Котельниковского и наступление XXXXVIII танкового корпуса на восток с рубежа реки Чир. Однако первая операция завязла в тяжелых зимних боях, а вторую упредило наступление Красной Армии вдоль реки Чир. После длительной и ужасной осады остатки немецкой 6-й немецкой армии капитулировали в Сталинграде 2 февраля 1943 года.
В большинстве исторических трудов о Сталинградской битве утверждается, что попытки Манштейна деблокировать окруженные немецкие войска провалились по двум причинам. Во-первых, Юго-Западный фронт и левый фланг Воронежского фронта, атаковав в середине декабря через Дон 8-ю итальянскую армию, начали массированное контрнаступление под кодовым названием «Малый Сатурн». Это наступление уничтожило итальянскую армию и упредило попытку XXXXVIII танкового корпуса деблокировать окруженные под Сталинградом войска. Во-вторых, упорная оборона Красной Армии и контрудар в середине декабря, нанесенный авангардом мощной 2-й гвардейской армии, сначала остановили, а затем отбросили прорывающиеся к Сталинграду войска LVII танкового корпуса, сумевшие приблизиться к своей цели на расстояние 35 миль. Некоторые историки утверждают, что именно отказ командования 6-н армии идти на прорыв обрек попытку деблокирования на провал; другие заявляют, что суровые зимние условия сделали деблокирование попросту невозможным.
Коль скоро две немецких попытки деблокирования провалились, Донской фронт в начале января 1943 года плотно обложил немецкую 6-ю армию в Сталинграде, а Юго-Западный и Сталинградский фронты отбросили немецкие войска от излучины реки Дон к Миллерово и Ростову. Одновременно 13 января 1943 года Юго-Западный и Воронежский фронты начали наступление на Острогожск и Россошь против 2-й венгерской армии и итальянского Альпийского корпуса, которые держали оборону по берегу Дона далее к северу. Они окружили и разгромили две армии союзников Германии, проделав огромную брешь в обороне войск Оси и создав угрозу флангу немецкой 2-й армии, оборонявшей район Воронежа. Прежде чем немцы смогли восстановить рухнувший фронт, 24 января 1943 года Брянский и Воронежский фронты начали наступление в районе Воронеж-Касторная, в ходе которого разгромили и почти окружили к западу от Воронежа 2-ю армию группы армий «Б», вынудив ее в беспорядке отступить на запад к Курску и Белгороду. В то же время Юго-Западный фронт отбросил немецкие войска на запад к реке Северный Донец и Ворошиловграду, а войска Южного (бывшего Сталинградского) фронта 14 февраля захватили Ростов и 18 февраля вышли к реке Миус.2
Развивая эти успехи, Ставка в конце января приказала Юго-Западному и Воронежскому фронтам начать новые наступления на Харьков, Курск и Донбасс.3 Форсировав в начале февраля Северный Донец, войска Юго-Западного фронта 14 февраля взяли Ворошиловград и уже 18 февраля вышли к Запорожью на Днепре (Донбасская операция). Одновременно Воронежский фронт освободил 8 и 9 февраля Курск и Белгород, а 16 февраля-Харьков.
Пребывавшая в оптимистическом состоянии и убежденная, что немцы вот-вот покинут Донбасс, Ставка ставила своим войскам все более дальние цели, хотя силы Красной Армии уже были явно ослаблены, их коммуникации чрезмерно растянулись, войска оторвались от своих тылов.
Осаждаемый со всех сторон атаками Красной Армии, Манш-тейн сотворил чудо, сохранившее военное счастье немцев в этом данном регионе. 20 февраля, использовав отступившие с Кавказа войска и свежие резервы, прибывшие с Запада, он ударил по флангам развивающих успех частей Юго-Западного фронта, когда те приблизились к Днепру. За считанные дни все наступление Красной Армии захлебнулось, и ее войска в беспорядке откатились к реке Северный Донец. Практически без паузы войска Манштейна в начале марта продолжили наступление, нанеся удар и поражение чрезмерно растянутому Воронежскому фронту. 16 и 18 марта они снова захватили Харьков и Белгород, угрожая связности советских передовых позиций в районе Курска.
Сорвав амбициозное зимнее наступление Красной Армии, контрудар Манштейна вызвал полнейшее замешательство в Ставке. Чтобы предупредить дальнейшие поражения, Сталин и Ставка перебросили в области Курска и Белгорода свежие войска. Вкупе с ухудшающейся весенней погодой эти войска вынудили Манштейна отсрочить дальнейшие наступательные действия.