Bitwa moskiewska i stalingradzka
Armia niemiecka dotarła pod Moskwę. Była to już armia zmęczona, armia, która zrozumiała, że plan wojny błyskawicznej załamał się. Na kierunku Leningradzkim armia niemiecka wkroczyła na głębokość 800 km, na odcinku moskiewskim prawie 1000, a na odcinku południowo - wschodnim na 1300 km.
Stalin podjął decyzję o obronie stolicy. Jedna ze stacji metra została przystosowana na Kwaterę główną. Niemcy dysponowali przewagą techniczną, ale w okresie zimy ta przewaga przestała się liczyć. Przygotowania do ataku na Moskwę Niemcy rozpoczęli już w październiku. 23 listopada armia niemiecka zajęła Krasną Polanę i zajęła pozycje na 27 km od Moskwy. Do końca tego miesiąca udało się armii niemieckiej zdobyć przedmieścia miasta, ale w dniach 5 - 6 grudnia armia czerwona przystąpiła do kontrofensywy. Do końca grudnia Niemcy zostali odrzuceni na 100 - 250 km od Moskwy. 58 dywizji niemieckich właściwie przestało istnieć. Plan wojny błyskawicznej i próba opanowania ZSRR zakończyły się niepowodzeniem. Hitler wydal rozkaz o przejściu Wermachtu do defensywy. Niemcy stracili około miliona ludzi i nie mieli rezerw, aby uzupełnić te straty. 19 grudnia z funkcji głównodowodzącego zrezygnował feldmarszałek von Brauchitsch. Wówczas roli dowódcy podjął się Hitler, który zwolnił wielu dowódców.
Również armia czerwona podejmując kontrofensywę, poniosła olbrzymie straty. Było to około 1 miliona zabitych i 3,5 miliona wziętych do niewoli, których uważano za zdrajców. Ponadto w rękach niemieckich znalazły się najbardziej gospodarczo rozwinięte tereny ZSRR. To właśnie na tych terenach wydobywano 63% radzieckiego węgla, wytapiano 58% stali, wytwarzano 43% energii elektrycznej.Stalin wygrał rok 1941 tylko dzięki temu, że Japonia odmówiła wsparcia dla Niemców. Stalin zastanawiał się nad podjęciem rozmów z Niemcami, do których doszłoby najprawdopodobniej, gdyby wsparcia nie udzieliły państwa zachodnie.
Stalin powołał Komitet Obrony Państwa, a wojna została określona mianem ojczyźnianej. Przeprowadzona została reorganizacja administracji, największe zakłady przemysłowe zostały przeniesione za Ural. Powstały nowe zakłady zbrojeniowe. Stalin obawiał się jeszcze jednego - V kolumny. Dlatego bardzo podejrzliwie będzie się odnosił do wszelkich grup etnicznych, szczególnie do Polaków, Niemców, Ukraińców, Czeczeńców, Tatarów.
W czasie radzieckiej ofensywy zimowej Niemcy ponieśli dalsze straty materialne i osobowe. Hitler za straty ukarał generałów - 35 najwyższych oficerów zostało usuniętych ze swoich stanowisk. W maju 1942 roku Niemcy posiadali 232 dywizje (6,2 miliona ludzi). Na front wschodni skierowano 178 dywizji, 3230 czołgów, 3400 samolotów, 43 tysiące dział i moździerzy. ZSRR dysponowało armią liczącą 5,5 miliona ludzi, 4 tysiące czołgów,3100 samolotów, 43 tysiące dział i moździerzy. Linia frontu wynosiła ok. 5.000 km.
Dowództwo radzieckie zamierzało wyprzedzić ofensywę niemiecką. Atak radziecki rozpoczął się 12 maja, ale po kilku dniach (tydzień) armie niemieckie zatrzymały ofensywę radziecką, 23 maja oddziały armii czerwonej zostały okrążone - 240 tysięcy ludzi dostało się do niewoli. Armia niemiecka rozpoczęła realizację własnego planu. 6 lipca zajmują Woroneż, 25 lipca pada Rostow, 23 sierpnia VI armia gen. Friedricha Paulusa dotarła do Wołgi i rozpoczęła walkę o sforsowanie rzeki na wysokości Stalingradu. Drugie ramię armii niemieckiej przesuwało się w kierunku Kaukazu, we wrześniu zajmując port i miasto Noworosyjsk.
Na froncie stalingradzkim Niemcom nie udało się sforsować Wołgi. Po kilku miesiącach walk armia niemiecka nie postąpiła na tym odcinku. Tymczasem 19 listopada armia radziecka przełamała front na odcinku, gdzie byli Rumuni, a 23 listopada zgromadzenie niemieckie zostało okrążone. Hitler nie zgodził się na próbę przebicia okrążenia i wycofanie się. Próba przerwania kotła z zewnątrz przez armię pancerną Ericha Mansteina zakończyła się niepowodzeniem. W czasie od 19 listopada do 2 lutego 1943 rok rozbitych zostało 5 armii (2 niemieckie, dwie rumuńskie i jedna włoska). 32 dywizje niemieckie zostały całkowicie rozbite, pozostałych 16 dywizji miało straty sięgające 50 - 75 % stanów osobowych. W kampanii stalingradzkiej Niemcy stracili około 1,5 miliona ludzi. Do niewoli dostało się 91 tysięcy żołnierzy, w tym 24 generałów z dowódcą VI armii feldmarszałkiem Friedrichem Paulusem. Front niemiecki został na tym odcinku odrzucony o 200 - 250 km na zachód.
Klęska stalingradzka była przegraną o znaczeniu strategicznym. Hitler nie miał już rezerw osobowych, a zatem nie mógł uzupełnić strat osobowych. Miała także olbrzymie znaczenie moralne. Upadła opinia o geniuszu wojennym Hitlera. Załamała się idea ostatecznego zwycięstwa. Fűhrer dokonuje zmian w sztabie - usuwa głównodowodzących na lądzie i na morzu. Powołani zostają nowi - admirał Karl Doenitz oraz generał Kurt Zeiler. Jeszcze w listopadzie 1942 roku Ribbentrop proponował Hitlerowi podjęcie rozmów ze Stalinem i doprowadzenie do zawieszenia broni. Hitler propozycję odrzucił. Nie lepiej wyglądała sytuacja na odcinku kaukaskim, gdzie Niemcy też musieli się wycofywać. 12 stycznia 1943 roku armia czerwona przeszła do kontrofensywy na odcinku leningradzkim, przerywając oblężenie miasta trwające od 12 września 1941 roku. Miasto wytrzymało 16 miesięczne oblężenie. W czasie blokady zginęło około 800 tysięcy mieszkańców miasta, głównie z głodu i zimna.