当然，苏联军队也必须面对泥泞，但是苏联坦克的履带要比德军的宽，而且与地面的间隙也较大。加上他们是打防卫战，这意味着他们不需要太过依赖部队快速调动。
地面变成了浑身湿透的“复仇者”，报复着德军，直到11月带来了冰冻严寒，德军才得以继续朝莫斯科挺进。12月1日，第六装甲师团来到了距离克里姆林宫24千米的地方，但是当天夜里，气温陡降至零下40℃。大约在这个时候，前线的士兵联络希特勒的气象学家鲍尔，告诉他外面有多冷。他们问他是否还坚持暖冬的预测。鲍尔说：“一定是观察出错了。”
在这样的环境下，枪支的撞针碎裂，机关枪冻结，炸开的炮弹因白雪而受潮。穿着夏季制服的德国军队饱受冻伤之苦。一度因为泥泞而无法通行的道路，现在则被白雪封住了。
苏联人此时向前线挺进的后备军直接来自于西伯利亚。这些后备军在寒冷中长大，大部分士兵穿着有衬垫的夹克及白色的迷彩服。他们头戴毛帽，脚穿毛靴。相比之下，德军步兵的靴子是用铁钉缝制的，会加速冻伤的发生。
希特勒最终被迫同意撤退。闪电战无法征服苏联，希特勒不得不面临着长期战争的损耗。为了生存，他必须控制巴库的油田，不让苏联人占领此地。沿途，希特勒的军队要占领伏尔加河河畔一座具战略地位的城市斯大林格勒。
1942年6月，在温和的夏季，德军朝斯大林格勒展开报复性猛攻。一开始的空中轰炸将这座主要为木结构的城市烧成平地，剩余的建筑物变成瓦砾堆。
“苏联完蛋了！”希特勒这么宣布，但是这有点言之过早。
11月19日，在大风雪的掩护下，苏联军队展开攻击。
被包围的德军一开始是33万人，其中10万人被俘，其余的被迫在他们所摧毁的建筑物瓦砾堆中与恶劣的天气搏斗。
第六军团每天需要300吨的补给物品。而德国空军只能提供大约100吨的补给物品，在运送过程中，他们损失了490架飞机及1000名机组员。当德国空军渐渐无法进行空中补给时，被围的德军陷入饥饿、冻伤和苏联的狙击兵手中。饥饿受冻的士兵争先抢夺所能得到的任何东西，他们屠杀了自己的马匹，狗、猫和老鼠都变成了食品。
12月16日，伏尔加河终于封冻。德军由于炮弹短缺，无法炮轰伏尔加河。朱可夫的第六十二军团建造了一座新的渡河冰桥。在接下来的7周内，1.8万辆卡车及1.7万辆其他车种，将食物、武器、医疗补给品和温暖的衣物运到苏联军队。
德军继续忍受大约徘徊在零下35℃的气温。每天仅500卡热量的食物维持生存，他们对肝炎、腹泻及斑疹伤寒等毫无抵抗力。他们无法洗漱，因为没有足够的燃料可以融化雪水。在那种环境下，只有虱子吃得饱。情况非常骇人听闻，以至于德军下了一道命令：“在战场上自杀等同于逃兵。”
