经过拚命抵抗，没能守住罗斯托夫。部队被迫放弃罗斯托夫，从冰上到达顿河南岸。克莱斯特攻陷罗斯托夫之后，也深感部队疲惫，于是开始在该城休整，准备回头收拾他认为只在外围策应的敌人，完全没有想到自己已陷入苏军的包围圈中。
11 月27 日，预定反攻的日子到了。
这天早晨，风雪已停，细小的雪粒铺满顿河两岸干枯的秋草。寒风中，第56 独立集团军等待反击命令的先头部队，在掩体内默然肃立，一只只盛满烈酒酌搪瓷缸，在指挥员和红军战士手中传递，没有欢笑声，没有说话声，只是偶然听到搪瓷缸或枪械的碰击声。列梅佐夫等人一会儿看看腕上的手表，一会儿盯住对岸的敌人，河对岸敌人用来构筑工事的沙袋以及沙袋上架起的机枪都看得清清楚楚。9 点整，两颗信号弹从对岸远处腾起，苏军阵地刹那间沸腾起来，随着惊天动地的炮吼声，一阵阵从千万个喉咙里发出的“乌拉一！”“乌拉一！”的喊声，好像飞自天边，又好像迸自地底，以一种排山倒海的冲力，撞进每一个人的耳鼓，与那炮声融为一体，震撼着人们的心扉战士们一个跟一个地跃出掩体，展开散兵战，冲下河堤，冲到了落下了一层雪粒的河面。忽然，对岸的机枪响了，沙袋上闪出一串串橘红色的火光，“乌拉”声嘎然而止，冰面上倒下一排冲锋的战士。有的卧倒射击，有的负伤，边呻吟，边蠕动着身体，也有的往回便跑。这时，第二批战士又冲占了掩体，同样高喊着冲向对岸，又是一阵弹雨，又是一阵退潮。。就在这当口，从掩体内冲出一人，佩着少校军衔，迎着退回的战士奔去，边跑边大声喊道：“同志们！别让法西斯吓住！他们已被我们包围了，对面就剩下一个师了！来呀！冲啊！来呀！”说着抓起身边两个战士的胳膊，两臂各挽一人，向前冲去。在他们左右的战士先是愣了一下，然后一个、两个；十个、几十个人索性把枪往身后一背，你挽住我，我挎着他，结成一堵人墙，向对岸走去。在第一排人墙之后，马上又出现了第二排、第三排、第四排。。每排相距十来米，远远望去，如果不是炮声隆隆，硝烟弥漫，弹雨横飞，这倒更像是操练，是在列队接受检阅。队伍中不知谁起了个头，随后，几百只喉咙又一齐高唱出一首战歌——
啊，士兵们，
迈开大步向前进！
愉快地作战，
胜利就在前面！
战胜敌人并不容易，
但只有我们能打败法西斯，
使它们遭遇失败的命运！
铁木辛哥，我们英勇的将军，
指挥我们迎着胜利的曙光前进！
。。
歌声在空旷的河面上飞旋，以隆隆的炮声伴奏，独显出一种悲枪、雄壮的穿透力，一种视死如归的威慑力量。
对岸的机枪响了，走在第一排的人东倒西歪地倒下了，但他们的手臂还是紧紧地挽在一起，没有一个向后跑的。第二排人墙队形不散，步伐不乱，歌声不断，紧挽着一步步走上前去。机枪仍然喷吐着火舌，在第一排倒下的地方，第二排人又倒下去，平滑的冰面上隆起了两行人岗。但是在这两行人岗之后，第三排人墙又走上来了。。
机枪还在响，但听得出有点发抖。。
人排还在一行接一行地走，但他们倒下去的地方却越来越接近对岸。。
终于，机枪声稀少下来；也许机枪后面的德国兵承受不住这样的刺激，也许他们的子弹打光了，枪管打弯了，反正见到一个德国兵瞪着恐怖的眼睛，一扔枪，跳起来哇啦哇啦叫着往后跑去。然后，像受到传染，沙袋后面的德国兵纷纷爬出工事。向后转移。这个意想不到的场面对他们刺激太大了，在他们的战斗经历中，还从没见过人会这么不怕死，仗是这么个打法。他们习惯了一打就散的冲锋，习惯于抱着机枪打一阵歇一阵，而今天的一切，使他们震惊，让他们恐慌。。
当晚，罗斯托夫西面防线被第56 独立集团军攻破；城东，第9 集团军已摧垮德军防线；城北，第37和第18集团军正步步逼近，而向他靠拢的德军又被苏军顽强地挡住。克莱斯特终于明白了自己所处的危险境地，马上电告德军大本营，要求撤出罗斯托夫。并且，不等大本营的答复，便急匆匆率队从罗斯托夫向顿河以西的米乌斯河撤退。
罗斯托夫的撤退，是希特勒入侵苏联以来一个小小的转折点。在这里，纳粹军队头一回遭受重大的挫折，古德里安后来评论说：“我们的灾难是在罗斯托夫开始的，那是危机迫近的预兆。”德国陆军的高级将领伦斯特陆军元帅因此丢了官职。在伦斯特撤退到米乌斯河的时候，希特勒突然下了一道命令：“留驻原地，勿再后撤”。伦斯特立即复电：“要想坚守，简直是发疯。首先，部队固守不住；其次，若不撤退，将被歼灭。我再次请求撤销这项命令，否则请另派别人接替。”当晚，希特勒的复电就来了：“同意所请，望即交出指挥权。”伦斯特就这样被革职回家了。
苏军这次罗斯托夫战役的胜利，军事意义是重大的。它不但制止了德军向高加索的突进，稳定了苏德战线南翼，而且，由于南方方面军经过这次战役有效地牵制了德军“南方”集群的兵力，使其不能抽调兵力去加强在莫斯科方向进攻的“中央”集群，为苏军莫斯科反攻奠定了基础。
三、希特勒的战争刺激消失
1942年1月5日，朱可夫作为最高统帅部的成员被召到最高统帅那里商讨苏联红军的总攻计划。参加会议的还有各方面军的总指挥。
会议开始，斯大林站在高高的拱形窗前，凝视着窗外被凛冽的寒风冲刷干净的天空，缓缓地把烟斗从嘴里取出来，转过身馒条斯理但还是以掩饰不住内心激动的语调说道：
“德军由于在莫斯科附近的失败而惊慌失措，而且他们过冬的准备很差。现在正是转入总攻的最好时机。敌人企图把我们的进攻拖迟到明年春季，以便他春季集中力量再转入积极行动。他想赢得时间，获得喘息的机会。”
说到这里，斯大林环视了一下房间里所有的人，见大家都报之以赞许的目光，于是进一步发挥自己的思想。他像往常一样在办公室里走来走去，继续说：“我们的任务是，不给德寇喘息的机会，不停顿地把它向西驱赶，迫使它在春季以前就消耗尽自己的预备队。。”
他特别强调“春季前”三个字。停了一下，他解释说：“到那时，我们将有新的预备队，而德国人将不会有更多的预备队了。。”
斯大林在描述了战争可能的前景之后，走到写字台后面，指指沙波什尼科夫，说道：“下面让总参谋长沙波什尼科夫同志介绍各方面军的实际行动和任务。”
沙波什尼科夫站起身来，用右手习惯地扶了扶眼镜。在这一瞬间，朱可夫瞥了他一眼，只见这位老朋友与两个月前比，虽然仍是颧骨高凸，眼窝深陷，但眼窝四周黑黑的一圈已显得模糊不太明显，仍然显得有些苍白的脸色中泛出一层薄薄的、薄薄的富有生气的红润。沙波什尼科夫抬眼看了看斯大林，也看了看四周的与会者，开始说道：
“这次总反攻的计划是向敌人‘中央’集团军群实施主要突击。预定粉碎该部敌人的方法是：以西北方面军左冀部队。加里宁方面军和西方方面军从两面迂回并随后围歼勒热夫、维亚兹马和斯摩棱斯克地区的敌人主力。进攻路线是，科涅夫的加里宁方面军从加里宁和托尔若克地区向斯摩棱斯克方向发起突击；朱可夫的西方方面军的左翼与已紧逼古德里安的由切列维琴科的的布良斯克方面军一起从南面走一条弧线向北推进，即从斯大林诺哥尔斯克到苏希尼契，然后再向维亚兹马和斯摩棱斯克推进。整个总攻的意图是用左右两路大军（右路为两支军队）将德军中央集团军群包围在从莫斯科附近到斯摩梭斯克纵深大约为200 公里的口袋之中。”说到这里，沙波什尼科夫稍加停顿，环视了一下四周，只见众人都在聚精会神地听着他的讲述，便继续说道：“最高统帅部要求为配合主攻方向的有效进击，库罗奇金的西北方面军必须在科涅夫的西面实施辅助性的但更为深远的突击，牵制并力求歼灭敌‘北方’集团军群；西南方面军和南方方面军的任务是粉碎敌人的‘南方’集团军群，解放顿巴斯，而高加索方面军和黑海舰队的任务是解放克里木。”
“预定必须在最短时期内转入总攻！”沙波什尼科夫最后提高嗓门以肯定的语气说道。
沙波什尼科夫讲述完计划后，斯大林让在座的人员发表了意见。
1942 年1 月8 日，从列宁格勒城外雪深齐腰的森林，到莫斯科以西冰封的大地，从静静的顿河流淌过的乌克兰平原，到黑海北岸的克里木岛，苏军在这条纵贯南北的战线上，9 个方面军以及波罗的海舰队，黑海舰队在空军的支援下，先后以110 万之众，7652 门火炮，774 辆坦克，1000 架飞机，向德国及其仆从军发动了全线进攻。
总攻以加里宁方面军（5 个集团军、1 个骑兵军）于1 月8 日实施瑟乔夫卡一维亚兹马战役开始。这一战役也是勒热夫一维亚兹马进攻战役的一部分。进攻第一日，方面军第39 集团军在勒热夫以西突破德军防御，至1 月21 日挺进80 至90 公里，前出至德军第9 集团军勒热夫集团的后方。26 日前，方面军第22、第29 集团军在奥列尼诺包围了德军约7 个师。骑兵第11 军从北面突至维亚兹马，并切断了维亚兹马一斯摩棱斯克公路。敌坦克第3 集团军、第9 集团军在经过顽强抵抗后退至斯摩棱斯克以西地区。
西方方面军以9 个集团军和2 个骑兵军实施勒热夫一维亚兹马进攻战役，1 月10 日开始进攻。方面军右翼第1 突击集团军、第20、第16 集团军突破德军沃洛科拉姆斯克防线，17 日切断了莫斯科一勒热夫铁路。方面军中线部队第5、第33 集团军发起进攻，于1 月20 日收复莫扎伊斯克；第43 集团军则向尤赫诺夫方向进攻。方面军左翼第49、第50 集团军、近卫骑兵第1军、第10 集团军从北面和甫面迂回包抄了由德军第9 集团军约9 个师组成的尤赫诺夫集团，这样使苏第33 集团军和近卫骑兵第1 军分别在尤赫诺夫以北及其以南突入德军后方，并向维亚兹马发动进攻。为配合正面部队围歼维亚兹马的德军，苏军从1 月中旬至2 月中旬先后在维亚兹马东南地域，空降了空降第201旅、第8旅、第4军主力共1万余人。2月1日和2日，第33集团军和近卫骑兵第1 军从东南和西南向维亚兹马进攻。为抵抗苏军的进攻，德军匆忙从西欧调来12 个师和2 个旅，于1 月底至2 月初对进攻的苏军实施了数次反突击，激战一直持续到4 月20 日左右，春季泥泞时期已经开始，苏军才转入防御。
西北方面军左翼3 个集团军，为配合西方方面军和加里宁方面军的进攻，于1942 年1 月9 日至2 月6 日实施托罗佩茨一霍尔姆进攻战役。1 月21日第4 突击集团军收复托罗佩茨。2 月初，德军以预备队4 个师加强防御，阻止苏军的进攻。此次战役苏军在维捷布斯克方向推进约250 公里，从南面迂回了德军第16 集团军杰米扬斯克集团。
在布良斯克方面军当面，德军坦克第2 集团军和第2 集团军于1 月底退至奥廖尔地区。此时苏军第16 集团军从莫斯科正面调到布良斯克方向与第61 集团军协同向南进攻，威胁到德军罗斯拉夫利一布良斯克一奥廖尔铁路。
苏军强大有力地总攻，使德国法西斯，不论是前线部队还是远在后方的大本营，全都惶惶不可终日。尽管希特勒免去陆军总司令布劳希契的职务，由他亲自担任此职，并下令，强迫他的军队不准撤退坚决死守，直到最后一兵一卒，一枪一弹为止。但事情的决定权已不在纳粹头子希特勒手里而是在苏联统帅斯大林手中了。希特勒虽能勒令德国军队拼死固守阵地，但是他再也阻挡不了苏军的前进。1 月8 日，哈尔德在他的日记中记下的第一句活是：“这是万分危急的一天！”“莫斯科西南的苏希尼契的突破，使克鲁格的处境更困难了。”因此，他坚持要求撤出第4 军团，这位参谋总长为此和希特勒打了一整天的电话，坚持要求撤退。到了晚上，“元首”不得不勉强同意。他批准克鲁格“逐步地”后撤，“以保持部队的联络”。
经过三个月的鏖战，到1942 年4 月中旬，苏军在各条战线上，先后把德寇击退了150 公里到400 公里，解除了德军占领莫斯科和北高加索的危险，改善了列宁格勒的处境，加强了对列宁格勒的供应。苏军完全解放了莫斯科州和图拉州，部分地解放了列宁格勒州、加里宁州、斯摩棱斯克州、奥廖尔州、库尔斯克州、哈尔科夫州等，收复了剑赤半岛，夺回了60 多座城市，12000 多个居民点。在整个冬季战役中，