斯大林格勒會戰的前奏：德軍試圖打破戰場穩定
斯大林格勒是蘇聯中央地區通往南方重要經濟區域的交通咽喉，戰略位置極為重要。若德軍攻佔斯大林格勒和高加索，向北可包抄莫斯科以東大面積區域，向南可深入高加索地區，並佔據以高加索為中心數十萬平方千米的石油，糧食等資源產地。
斯大林格勒以西、以南是是蘇聯糧食、煤炭以及石油的主產區。如果德軍佔領這一地區，蘇聯就會失去這些戰爭所需要的重要資源。
雙方參戰兵力對比：蘇軍參戰兵力超過110萬人，武器裝備包括火炮15 501門、坦克1 463輛、飛機1115架。德軍總兵力達100萬人，武器裝備包括10 290門火炮，675輛坦克，1 216架飛機。
巴巴羅薩計劃
1941年6月22日，納粹德國及僕從國發動「巴巴羅薩計劃」，撕毀了《蘇德互不侵犯條約》，悍然入侵蘇聯，蘇德戰爭爆發。德軍閃電般地佔領了蘇聯西部大片領土。在1941年夏秋季遭受了一連串打擊的蘇聯紅軍在當年12月進行的莫斯科保衛戰中取得了首次勝利。過度消耗的德軍由於缺乏應付冬季的戰爭裝備和穩定的供應線，並且由於一天夜間天氣驟然下降，導致德國的機械化部隊完全無法使用，使在莫斯科城下遭受了嚴重打擊，並在部分地區遭到反攻。
到1942年初，漫長的蘇德戰線相對穩定了下來，但雙方都在秣馬厲兵，準備更大規模的戰役，以爭奪戰略主動權。鑒於德軍已無力發動全線進攻。陸軍總參謀長哈爾德將軍建議，如果再要發動攻勢，就應針對蘇聯首都莫斯科。然而希特勒認為攻擊莫斯科目標過於明顯，並且中央集團軍群已經受到了很大削弱，德軍應放棄再次進攻莫斯科的計劃。因此，德國開始籌劃集中兵力在北部和南部戰線發動新一輪局部攻勢。此外，由於美國在遭到珍珠港偷襲之後對日本宣戰，德國認識到時間頗為緊迫。希特勒希望能夠在美軍有機會加入歐洲戰場之前結束東線戰爭或盡可能削弱蘇聯。
斯大林格勒原名察裡津，後來改稱伏爾加格勒(戰時再次改名為斯大林格勒)，位於伏爾加河下游西岸，戰前居民約60萬人。它是蘇聯內河航運幹線——伏爾加河上的重要港口，又是蘇聯南方的一個鐵路交通樞紐和重要工業城市，擁有一家大型拖拉機廠——斯大林格勒拖拉機廠(又稱捷爾任斯基拖拉機廠，該工廠是當時蘇聯最大的拖拉機廠，產量佔全蘇的一半，長期以來扮演兵工廠的角色，戰爭時期主要生產坦克)。斯大林格勒以西、以南是廣闊富饒的頓河下游流域、庫班河流域和高加索地區，是蘇聯糧食、石油和煤炭的重要產區。1941年，德軍佔領烏克蘭後，斯大林格勒成為蘇聯中央地區通往南方重要經濟區域的唯一交通咽喉，戰略位置極為重要。
如果德軍佔領這一地區，蘇聯就會失去戰爭所需要的石油、糧食和重要的工業基礎，而德國此時也迫切需要這些資源。在即將發動攻勢之前，希特勒曾對第6集團軍司令保盧斯將軍說：「如果我拿不到邁科普和格羅茲尼的石油，那麼我就必須結束這場戰爭。」
希特勒密令
1942年4月5日希特勒發佈的戰爭密令：
「4月5日 第41號指令(東線作戰)
領袖兼國防軍最高司令 領袖大本營國防軍統帥部/國防軍 1942年4月5日指揮參謀部 1942年第55616號絕密文件只傳達到軍官
第41號指令在俄國的冬季會戰行將結束。由於東線官兵表現得特別頑強和富於犧牲精神，德軍已取得防禦戰的巨大勝利。
敵人在人員和物資方而損失極為嚴重。在這個冬季，敵人在擴大所謂初期戰果的努力中，已使其準備用於以後作戰的預備隊主力受到很大消耗。一但天氣和地形條件具備，德軍指揮官和部隊的優勢必將再次贏得行動的主動權，迫使敵人就範。
目標是，最終殲滅蘇聯紅軍殘存的有生力量，盡可能多地奪取它的最重要的戰爭經濟資源。為此，應投入德國國防軍和盟軍的一切可供使用的力量。但同時，無論如何應保障歐洲西部和北部佔領區海岸的安全。」
由於德軍從戰爭開始到1941年冬季傷亡了約110萬人，他先後派戈林和凱特爾元帥到各國徵募僕從軍，一共獲得了52個師以供夏季作戰使用，其中羅馬尼亞27個師，匈牙利13個師，意大利9個師，斯洛伐克2個師，西班牙1個師。
為實施上述戰略意圖，德國對南線兵力進行了重組，撤消了原南方集團軍群番號，新組建了A、B兩個集團軍群。A集團軍群由利斯特元帥指揮，下轄克萊斯特上將的第1裝甲集團軍和魯夫上將的第17集團軍，由空軍第4航空隊進行空中支援，其任務是攻佔高加索地區;B集團軍群由包克元帥指揮，下轄霍特上將的第4裝甲集團軍、魏克斯上將的第2集團軍和保盧斯上將的第6集團軍，由空軍頓河地區航空隊進行空中支援，其任務是攻佔斯大林格勒，掩護A集團軍群的北翼。在A、B兩個集團軍群的後方，又有第二線兵力，由匈牙利第2集團軍、意大利第8集團軍和羅馬利亞第3集團軍組成。此外，在克里米亞地區，還有曼施泰因上將的第11集團軍和羅馬利亞第4集團軍。總兵力計60個德國師，其中10個裝甲師、6個摩托化師，還有有43個師的附庸國部隊，共有1200輛坦克和強擊火炮，17000門大炮和迫擊炮，1640架作戰飛機。
藍色行動
按照希特勒的要求，德軍最高統帥部擬定了1942年夏季南方作戰計劃，代號「藍色行動」(德語：Fall Blau)。其主要內容是：利斯特A集團軍群以克萊斯特第1裝甲集團軍為左翼，魯夫第17集團軍為右翼，分別從哈爾可夫南面和塔甘羅格北面向東和東南方向進攻，佔領頓河下游的羅斯托夫，向南進軍以控制高加索地區的油田;包克B集團軍群以霍特第4裝甲集團軍和魏克斯第2集團軍為左翼，保盧斯第6集團軍為右翼，分別從庫爾斯克南面和哈爾可夫北面向東和東南方向突擊，佔領頓河上游的沃羅涅日，向斯大林格勒前進。
蘇聯紅軍最高統帥部同樣也在加緊準備1942年夏季戰役。斯大林及蘇聯紅軍最高統帥部判斷，1942年夏季，德軍可能在莫斯科方向和南方發動大規模的進攻，並以莫斯科為主要突擊目標，因為在這個方向上，德軍仍有70餘個師，100多萬人。因此，蘇聯紅軍最高統帥部決定將預備隊的大部分兵力集中在莫斯科方向。蘇聯紅軍的戰略意圖是：進行積極的戰略防禦，但同時必須在克里米亞、哈爾科夫地區、利戈夫—庫爾斯克方向，斯摩稜斯克方向，以及列寧格勒和傑米揚斯克地域實施一系列進攻戰役。在討論具體作戰計劃時，斯大林對西南方向總司令鐵木辛哥元帥提出的西南方向進攻計劃很感興趣也全力支持。蘇聯紅軍總參謀長沙波什尼科夫元帥卻表示總參謀部不同意這一計劃，並說大本營不能，也沒有足夠的預備隊提供給西南方向。該意見被斯大林拒絕。最後，斯大林批准了鐵木辛哥以西南方向兵力先敵實施哈爾可夫進攻戰役的計劃。該計劃規定，從沃爾昌斯克地區和巴爾文科實施向心突擊，一舉奪取哈爾可夫並為解放頓巴斯創造條件。