航空兵和高射炮兵联合对斯大林格勒地区被围德军实施的空中封锁极有成效。在整个封锁过程中，通过空战、突击机场和对空射击等战斗行动，共消灭了近1200架德国飞机，其中80%是运输机和轰炸机。德国空军还损失了大批训练有素的飞行员。第6集团军旗均每天只得到50-80吨物资，而不是许诺的300吨。由于得不到必需的物资器材、给养、弹药和汕料，被围德军的作战能力受到严重影响。空中封锁有力地促成了被围德军集群的崩溃。
苏军统帅部粉碎了德军为被围集团解除封锁的企图后，决定彻底消灭该集团。1943年1月10日，在第6集团军拒绝接受敦促投降的最后通牒后，顿河方面军对敌发动了进攻。空军第16集团军积极支援地面部队突破敌防御地幅，一昼夜内即出动飞机676架次，突击了被围德军的部队、司令部以及抵抗枢纽部，从空中牢固地封锁了大罗索什卡和皮托姆尼克机场。苏军轰炸航空兵第2军的飞行员们积极行动，在战役的第1天出动了飞机172架次。由于德军的机场距离太远，其战斗机无法到合围地域作战。至1月22日，苏军开始对德军集团分割围歼，德军被分割为南北两部。1月31日，南部德军被歼，德军第6集团军司令保卢斯被俘。2月2日北部集群也投降了。
2月2日夜里，德军两架海-111式飞机再次满载物资飞到斯大林格勒上空。但是，无论怎么寻找，下面都没有动静。因为战斗已经结束了。
苏军航空兵在斯大林格勒会战中积极而坚决的作战行动，使得苏军在战役的反攻阶段再次夺得制空权。苏军的雄鹰在斯大林格勒上空又得以自由翱翔，对苏军包围并最终消灭德军第6集团军旗了至关重要的作用，并对从根本上削弱德国空军的力量，夺取苏德战场战略制空权创造了有利条件。德国空军作为一支所向无敌的武装集团的形象，从此无可挽回地破灭了。