Mặc dù các đơn vị Romania đã có thể đẩy lùi các cuộc tấn công đầu tiên, đến cuối ngày 20 tháng 11, quân đội Romania thứ ba và thứ tư đã rút lui ngay lập tức, khi Hồng quân vượt qua một số sư đoàn bộ binh Đức. Các lực lượng dự trữ di động của Đức không đủ mạnh để ngăn chặn các đầu giáo cơ hóa của Liên Xô, trong khi Quân đội thứ sáu đã không phản ứng đủ nhanh chóng và đủ quyết đoán để giải phóng các lực lượng thiết giáp của Đức ở Stalingrad và định hướng lại chúng để đánh bại mối đe dọa sắp xảy ra. Đến cuối ngày 22 tháng 11, các lực lượng Liên Xô liên kết tại thị trấn Kalach, bao vây khoảng 290.000 người ở phía đông sông Don. Thay vì cố gắng phá vỡ sự bao vây của Đức, lãnh đạo phe Trục Adolf Hitler quyết định giữ họ trong trận chiến, và đồng thời các chỉ huy Liên Xô bắt đầu chuyển động bằng không khí.
Tháng 11