现在，战线开始稳定了，而苏德两军都停下来整补疲惫的部队，苏军的伤亡惊人，21和46近卫师彻底崩溃了，9和19近卫师也几乎伤亡殆尽。249爱沙尼亚师则有1100多人逃离战场。德国方面的损失相对更为严重，例如，一个山地团22名军官中损失了20人，战前786人的名单，现在只剩了60人，到12月18日，291步兵师和20摩托化师总共只有6,200人。
而德军能够得到的补充相当有限，因为在南线，斯大林格勒正在吞噬着德军的有生力量和补给，而德军能够得到的只有元首的口号，在12月16日，希特勒给Sass拍了专电：“我表彰你和你的士兵如此的勇敢作战，我相信你们会如钢铁般坚实，就像Scherer在霍尔姆一样等来援军。”作为一名勇敢的军人，Sass回电：“大卢基将坚守到最后一人”，同时，他请求空军空投更多的给养。
虽然斯大林格勒方向吸引了大量德国空军，在大卢基方面还是经常有飞机出没，他们尽全力为包围圈内投下必要的药品和其他补给，因为城里没有机场，所以空投成为最常见的方式，结果很多都补给了苏军。对于体积较大的补给品，则通常采用滑翔机，在经过一片密布高射炮的森林（苏联人就怕这个，所以特地防范），后，脆弱的滑翔机会降落在城里满是瓦砾的街道。
就这样，轻型反坦克炮和其他火炮，火箭炮弹药甚至整个班的特种人员被送进了大卢基，显然，这非常有效的延长了大卢基坚守日期，但是并不足以持续无限长时间。空军也损失惨重，整个大卢基战役期间，80架宝贵的He111和Ju52连同飞行员坠毁在这里。
由于Chevallerie很难在指挥守城部队的同时指挥解围，第二支解救部队指挥部也建立了，以便缓解Chevallerie的压力，这就是Wohler战斗群，由中央集团军群参谋长Wohler中将指挥，他们将从东南方向进攻。其下属部队从11月25日到12月18日已经损失了9,940人，而补充只是那些还能上战场的伤员。尽管如此，Wohler还是决定全力解救大卢基，1943年1月4日，代号为托提拉（Totila，东哥特人君主）的解救行动正式开始。虽然缺少坦克突击炮和弹药，但是由于解救迫在眉睫，所以鲜血和意志取代了武器，让德国军人们为了包围圈内的同志毅然前进。
而大卢基守军则只能眼巴巴看着围城的苏军换上了一批新人，而这些生力军再次给了他们重大打击，1942年的最后一天，城市被切割成两半，东部从此失去了和西部的联系，德军指挥官毫无办法，苏军为了拿下大卢基不惜血本，攻击规模从连到旅，无论遭受多大损失，他们总能获得新的补给，城市一天天被蚕食。
但在新年后，Sass开始也仍然每天发出长长的战场报告，城里的情况一目了然。报告显示，几百名伤员被照顾的很好，完全没有被冻或者被敌人俘虏，但是他们得不到及时必要的治疗，连医护人员都不足，只好用俘虏的爱沙尼亚人充当护士，药品也几乎没有了。食物不足，储备的一点马肉也坏了，肠道疾病流行，弹药也快用尽了，而城里每次都遭到苏联人的弹雨，苏联空军也不分天气进行轰炸。与东部相比，西部情况较好，城堡成为了500名德军伤员的庇护所。
看到城里的情况，解救行动一刻也不能耽搁了。而Wohler面临着两个问题，一是如何解救大卢基南方两个包围圈内的德军，Wohler将他们交给了59军，命令他们自行突围，而最终他们也成功了。二是如何巩固现有战线，并且选择合适的突击点，由于现在德军防线最南端几乎不用考虑苏军的威胁，因为有空军第二野战军被部署在那里，而北面几乎是不可逾越的森林，所以，Wohler决定从中央打开通路。
在地面进攻中，苏联人也没有足够的兵力，掩护全部的防线，尽管1SS摩托化旅和20摩托化师在南线遭到了顽强的抵抗，但他们逼迫苏联人从更重要的中央防线抽调了部队。Wohler的预定目标，此时只能说是至多都部分达到了。相比两周后的德军解围行动，普尔卡耶夫一定会对自己在德军这次解围行动更加满意，因为他把一切能够阻止德军推进的装甲部队都顶在了德军面前，包括整个第二机械化军。但苏军对大卢基的进攻还在继续，情况在一天天的恶化。
虽然苏联人在河西缺少重炮，使得他们伤亡更大，但是很快他们想办法把更多的炮和弹药送过了河，Wohler难以推进，必须增加兵力，而原定进攻的两个师里有一个是完全不适合进攻的331师，于是只有1个师投入战斗，而城里的情况日益危急，除非苏军撤退，否则坚守不了几天。虽然南方遭到堵截，北方的第8装甲师也回天无力，但由于苏军抽调了部队到南北线，使得中线的进攻还是卓具成效的，最终德军距离城堡只有3公里了，1月9日，第五山地猎兵营搭乘突击炮和卡车，在大白天英勇地突进了城堡（Citadel），（也有资料称是勃兰登堡特种营搭乘缴获的T34和德国突击炮进入城堡的）这成为一个关键的转折点。但疲倦不堪的苏军迅速组织了坦克和步兵反攻，迫使进攻的德军转攻为守。
现在东部想守住是不现实了，但是如果城堡（Citadel）能够守住，Sass可以率领他的部队向西突围，而且这里还将成为反击出发点。然而，解围行动兵力大大不足，如果再有一个营突入城堡，解围行动可能就成功了，但是没有更多部队了，而第五山地猎兵营的15辆装甲车辆不到1个小时就被苏联人的喀秋莎毁灭了，为了避免被歼灭，现在城堡守军只能向西突围了。
在希特勒的命令下，空军不情愿地投入了一个伞兵营，但是他们人数太少，来得也太晚了。在14日到15日夜，伞兵营拼命从西南向城堡突击，以便与包围圈内的第五山地猎兵营部队汇合，打开一条通往城堡的通路，然而，虽然有一名对地形非常熟悉的团长带队，在被苏军炸的面目全非的城区里，他们还是迷路了。而城堡里尚且可以行动的守军，则在第五山地猎兵营的带动下，竟然自行杀开了一条血路，经过血战后剩下的150名勇士，在早上出现在军司令部的面前。
大卢基最终陷落了，1月14日，Sass来电，“现在我们只有最后两个碉堡了，敌人已经出现在我司令部前方。”1月15日， 4：40，Sass汇报说：“我们将不考虑突围，因为那样的话2,000名伤员将落入苏联人之手……请立刻解救我们，立刻！”在7：20，Sass再次来电：“请立刻解救我们！”在8：40，最后一条电报是“请立即向我们开炮！”此后一切都沉寂了。1月16日，官方宣布大卢基失守。虽然此后几天，西线还进行着战斗，但是已经无助于改变结果了。苏联人夺回了大卢基，而7,000德国守军覆灭，德国人则守住了西部，尽管防御态势大不如前了。