Việc giải cứu Tập đoàn quân VI là biện pháp thực tế hơn. Ngày 25 tháng 11, Hitler triệu hồi Thống chế Erich von Manstein, vị tư lệnh chiến trường tài ba nhất, từ mặt trận Leningrad xuống và giao cho ông chỉ huy một đơn vị được thành lập mới: Cụm Tập đoàn quân Don. Nhiệm vụ của Manstein là đánh lên từ phía tây-nam để giải cứu Tập đoàn quân VI tại Stalingrad.

Kế hoạch của Manstein là cho Tập đoàn quân VI rút ra khỏi Stalingrad đi về hướng tây trong khi Cụm Tập đoàn quân Don do Tập đoàn quân Thiết giáp IV dẫn đầu tiến lên hướng đông-bắc, đánh xuyên qua quân Liên Xô đang ở giữa hai lực lượng của Đức. Nhưng một lần nữa, Hitler từ khước việc rút khỏi sông Volga. Tập đoàn quân VI phải trụ lại Stalingrad và Manstein phải tiến công đến đấy.

Bị buộc phải tuần lệnh, ngày 12 tháng 12 Manstein mở cuộc tấn công mang tên "Chiến dịch Bão mùa Đông". Khởi đầu, cuộc tiến công đạt tiến bộ; Tập đoàn quân Thiết giáp IV dưới quyền Thượng tướng Hermann Hoth mở đường tiến lên hướng đông-bắc theo hai bên tuyến đường sắt hướng đến Stalingrad cách xa 120 kilômét. Ngày 19 tháng 12, họ tiến đến cách chu vi phía nam của thành phố hơn 60 kilômét; ngày 21 còn cách 50 kilômét, và qua vùng thảo nguyên phủ tuyết vào ban đêm binh sĩ của Tập đoàn quân VI có thể nhìn thấy ánh sáng của hỏa châu do quân bạn đến giải cứu bắn lên.

Theo lời khai sau này của tướng lĩnh Đức, lúc ấy Tập đoàn quân VI có thể đánh ra hướng về phía Tập đoàn quân Thiết giáp IV đang tiến đến họ. Nhưng một lần nữa, Hitler lại ngăn cấm. Ngày 21 tháng 12, Zeitzler cố thúc giục, rồi Hitler đồng ý cho binh sĩ của Paulus đánh ra miễn là họ vẫn giữ được Stalingrad. Lệnh điên rồ này khiến cho Zeitzler gần nổi khùng. Ông kể lại:

Buổi tối kế tiếp, tôi van nài Hitler cho phép việc đánh ra. Tôi vạch rõ rằng đây thật sự là cơ hội cuối cùng để giải cứu hai trăm nghìn binh sĩ của Paulus.Hitler không chịu. Trong nỗi vô vọng, tôi mô tả cho ông ấy biết tình cảnh bên trong: binh sĩ đói khát đang tuyệt vọng, họ mất tin tưởng nơi Bộ Chỉ huy Tối cao, thương binh mong ước được chiếu cố đúng mức trong khi hàng nghìn người bị tê cóng mà chết. Ông ấy vẫn không tiếp thu những luận cứ này cũng như những lý do khác mà tôi đưa ra.

Khi gặp sức kháng cự càng lúc càng mạnh của quân Liên Xô phía trước và hai bên sườn, Tướng Hoth không có đủ lực lượng để tiến thêm 50 kilômét còn lại. Ông tin rằng nếu Tập đoàn quân VI đánh ra, ông vẫn có thể bắt tay với họ rồi cả hai lực lượng cùng rút về. Trong quyển hồi ký sau chiến tranh, Thống chế von Manstein nói rằng vào ngày 19 tháng 12, ông trái lệnh Hitler mà thật sự chỉ đạo cho Tập đoàn quân VI đánh ra khỏi Stalingrad về hướng đông-nam để bắt tay với Tập đoàn quân Thiết giáp IV. Có lẽ họ làm được việc này trong một hoặc hai ngày – giữa 21 và 22 tháng 12 – nhưng sau đấy là bất khả thi. Vì lẽ, Hoth không biết rằng Hồng quân đã đánh về hướng bắc và bây giờ đang đe dọa sườn trái của cả Cụm Tập đoàn quân Don dưới quyền Manstein. Ngày 23 tháng 12, Manstein ra lệnh Hoth dỡ bỏ bước tiến, điều một trong số ba sư đoàn thiết giáp về phòng tuyến phía bắc, và tự bảo vệ tại chỗ với lực lượng còn lại.

Nỗ lực giải cứu đã thất bại.