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德国希特勒分子在皮托姆尼科、巴萨尔基诺会让站、大罗索什卡、古姆拉克、沃罗波诺沃站及其它地区修建的机场足够容纳大量的飞机。但是德国航空兵无法完成它所担负的任务。由于组织了严密的封锁体系，苏航空兵第17、8和16集团军以及国土防空军的航空步和高射炮兵阻止了敌军向包围贸内运送物资，同时不断消灭敌军运输航空兵。
苏军最高统帅部大本营决定尽快全歼被包围的敌军集团。执行这次军事行动的是顿河方面军。
12月19日，斯大林格勒将大本营的训令电话通知了沃罗诺夫（西南方面军）、华西列夫斯基（顿河方面军）、罗科索夫斯基（顿河方面军）、叶廖缅科（斯大林格勒方面军）、瓦图丁（西南方面军）。
训令指出，沃罗诺夫同志令人满意地完成了他协同西南方面军和沃罗涅日方面军作战的任务。训令中讲到：“可以认为，沃罗诺夫同志的使命已经完成”。并接着说：“第二，调沃罗诺夫同志到斯大林格勒和顿河方面军所在地域协助华西列夫斯基消灭斯大林格勒的被围敌军。第三，作为大本营的代表和华西列夫斯基的副职，沃罗诺夫同志要在12月21日前，把突破被围困在斯大林格勒城下的敌军防御和在5至6天内将其歼灭的计划报告大本营。
华西里耶夫
1942年12月19日15时50分”。
H·H·沃罗诺夫将军当天就来到顿河方面军司令部，他作为大本营的代表，要协助准备歼灭被围集团的战役，并对这一战役实施全面领导。A·M·华西列夫斯基此时则全神贯注地研究解决有关击溃曼施泰因部队的一些问题。
H·H·沃罗诺夫、顿河方面军司令员K·K·罗科索夫斯基和参谋长M·C·马利宁着手拟制战役完成阶段的详尽计划。指挥部及几个集团军司令部也被吸收来参加这项重要工作。П·N·巴托夫说，12月下旬，K·K·罗科索夫斯基来到第65集团军指挥所，建议他“同自己的司令部要研究一下”，提出自己对歼灭敌军集团的计划的看法。П·N·巴托夫写道：“不用说，方面军司令员是非常愉快地接受了这一任务。康斯坦丁·康斯坦丁诺维奇十分重视各集团军司令员及其司令部、各兵团和部队指挥员们的想法和建议。不仅是在顿河，而且在整个战争期间，他在下决心之前，总要先听听部下的意见，他希望，每个军官、将军都要有自己的创造性见解。
此时合围的对内正面形势如下：在市内沿河区由第12集团军防守；第66集团军在北面同崔可夫部队相隔5公里长的走廊，第24集团军是我们的左邻，与第66集团军衔接：包围圈的整个西部地段由第65和第21集团军防守；第57和第64集团军占领了南部地段；第64集团军同崔可夫部队也相隔8公里长的走廊。合围正面的轮廓是鸡蛋形，其尖端部分向西南延伸；敌人的强大支撑点枢纽部——卡尔波夫卡、马里诺夫卡、德米特里耶夫等就设在这里。12月份，敌人不止一次企图从这里窥探我军的实力，以接应曼施泰因。后来我们才知道，当时包围圈内大约有敌官兵25万。敌集团还是强大的，在组织上是健全的，保持着战斗准备。
首先要解决的第一个问题是：从哪里才能比较合理地实施主要突击，才能达到分割敌军的目的。从北面实施突击是不行的，因希特勒部队早在8月份就在此突向伏尔加河，所以从那时起便不断在制高点上修筑防御工事。从南面也只能进行辅助突击。显而易见，要分割包围圈就应从西面沿韦尔佳奇——大罗索什卡——古姆拉克——戈罗季谢一线，让第65和第2l集团军的相邻翼侧进行突击。集团军司令部的指挥人员也提出这种看法”。
12月27日，顿河方面军首长和大本营代表H·H·沃罗诺夫拟制了计划草案，并于当天空运到莫斯科。第2天早上，大本营通知，计划已批准，并做了许多重要修改。
在12月28日的训令中，大本营向H·H·沃罗诺夫通报：
“你们提交的“指环”计划的主要缺点是：主要突击和辅助突击方向不够集中，两个突击不可能会师，以致使人感到战役胜利的把握不大。
按照最高统帅部大本营的意见，战役第一阶段，你们的任务是分割和消灭克拉夫措夫、巴布尔金、马里诺夫卡、卡尔波夫卡地区内被围敌军的西部集团，使我军的主要突击从德米特里耶夫卡、一号农场和巴布尔金地区转向南方的卡尔波夫斯卡亚车站地区，而第57集团军的辅助突击从克拉夫措夫、斯克利亚罗夫地区接应主要突击，这样两支突击力量应在卡尔波夫斯卡亚车站地区会师。
与此同时，应该组织第66集团军经奥尔洛夫卡向“红十月”居民区方向实施突击。第62集团军也实施突击，为了接应他们的突击，以使两军会合。这样便可将工厂区的敌人同敌主要集团栏腰切断。
大本营指示，要在以上意见的基础上修改计划。你们按第一计划提议的战役开始时限大本营已批准。战役第一阶段应在开始后5至6天内完成。
在总结第一阶段战果的基础上，请于1月9目前将战役第二阶段的计划经总参谋部呈报上来。
N·斯大林
Г·朱可夫”
“指环”战役的最终方案确定从西向东实施突击，以支解被围集团，消灭包围圈西南突击部的敌军作为战役的第一阶段。而后，进攻部队应连续分割被围集团，井将其各各击破。
顿河方面军承担了歼灭被围敌军的全部任务。大本营为增强他们的力量又派去一部分兵团，其中多数是炮兵兵团。从1943年1月1日起，在合围的对内正面作战的斯大林格勒方面军第62、64和57集团军也归属于他们。斯大林格勒方面军改称为南方面军。
根据大本营13月28日的训令，顿河方面军司令部，以及各集团军司令部都制出了战役第一阶段的详细计划。他们的主要任务是这样的：“1、战役目的：分割、包围并歼灭克拉夫措夫、扎帕德诺夫卡、一号农场、德米特里耶夫卡、马里诺夫卡地区的敌军西部集团”，这完全符合大本营训令的精神。1943年1月4日，这一计划终于被批准。主要突击由处在方面军突击集团中心的第65集团军实施。该集团军各部队的任务是在东南方向向新罗加奇克实施进攻，并与其它集团军协同作战，消灭罗索什卡河以西的敌人。
在战役准备进程中，重新变更了军队的部署，大大加强了第62集团军的兵力。战役开始前，该集团军共有8个步兵师、最高统帅部预备队的27个炮兵团、2个火箭炮团、国土防空军的5个高射炮团和3个独立炮兵营、6个坦克团、1个坦克旅。
前面已经说过，由于加强兵器末按时运到，战役准备工作没能在规定的1月6日前完成，而是整整晚了4天。大本营批准将战役开始时间推迟到1943年1月l0日。
正如西德作家们所断言那样，在此之前的兵力总对比，苏方并不占绝对优势。截止1月10日，顿河方面军地带上苏军是2l万2千人，德军25万人，而火炮和迫击炮的对比是6860门比4130门，坦克257辆比300辆，战斗机300架比100架。由此可见，苏军占优势的是大炮和迫击炮（大约是敌军的1·5倍），而飞机更是占了上风（是敌军的3倍）。而敌人则在人员（1·2：1）和坦克（1·2：1）上占有数量优势。然而，顿河方面军进攻部队的战斗力大大高于保卢斯被围部队的战斗力。
苏军主要突击方向上的兵力兵器与敌人相比占有绝对优势。在第65集团军的地带上，苏军有6万2千人，而敌人是3万1千3百人（2：1），大炮和迫击炮：2428门比638门（4：1），坦克127辆：102辆（1·2：1）。
从数字可以看出、炮兵在战役中将起巨大作用。我方制定了最有效的炮兵火力指挥系统。加强炮兵部队转属步兵师，成为支援步兵群。在担负主要任务的集团军进攻地带内，为了集中方面军炮兵的主要力量，组建了远战炮兵群和破坏炮兵群。
地面进攻部队的行动得到了航空兵第16集团军的支援。该集团军当时有歼击机100架，轰炸机80架、强击机40架和夜行轰炸机80架。
在战役准备过程中，顿河方面军各部队开展了大量党政工作。党政工作直接与当前完成的战斗任务相结合，保障各部队之间的协同动作，培养部队攻克敌人抵抗的果敢精神，在战斗中组织互助，关心伤员等。在战士中散发有关实施进攻战斗问题的传单和简报，以及方面军军委会号召军人们动员全部力量消灭继续顽强抵抗的敌人的呼吁书。
顿河方面军务部队己做好完成这项任务的淮备。
为避免不必要的流血事件，苏军统帅部于1943年1月8日向保卢斯的部队劝降。
最后通谍内容如下：
“围困在斯大林格勒城下的德军第6集团军司令保卢斯上将并副司令官：
德军第6集团军，坦克第4集团军备兵团及其配属的加强部队从1942年11月23日起，已陷入完全包围之中。
红军部队巳把德军这股力量围得水泄不通。依靠德军从南和西南面实施进攻来挽救你们军队的一切努力都是徒劳的。急于援助你们的德军被红军击溃了，其残部正向罗斯托夫撤退。给你们运送少量食品、弹药和油料的德军运输航空兵，被红军胜利的急速推进逼得经常转场或从远处“飞往”包围圈。况且，德军运输航空兵被苏联航空兵打得伤亡惨重，飞机和机组成员也都受到重大损失，故他们对被围部队的援助是无法实现的。
你们的被围部队的形势是十分艰难的。他们忍受着饥饿、疾病和寒冷的折磨。俄罗斯的严冬已经降临，冰冷的严寒、刺骨的冷风和暴风雪就要来临，可你们的士兵还没有冬服，且又置身于有害健康的环境中。
作为司令员，您以及被围部队的军官们非常清楚：你们要突围已经不可能了，你们的处境也是不可救药的，继续抵抗是毫无意义的。
鉴于你们处于进退维谷的境地，为避免不必要的伤亡，希望你们接受下列投降条件：
1、以您和您的司令部为首的所有被围德军要停止抵抗。
2、您要有组织地将全体部队、武器、所有技术兵器和军用物资完好无损地交给我们。
我们保障所有放弃抵抗的军官、军土和士兵们的生命安全，战后，可返回德国或按战俘本人愿望选择去向。
保留受降部队全体人员的军服、符号、勋章、个人物品和贵重物品，保留高级军官的冷兵器。
全体投降军官、军士和土兵将很快得到正常饭食。
所有伤病员和冻伤者将得到治疗。
请您派一名代表，于1943年1月9日莫斯科时间15时整，乘坐挂有白旗的轿车，沿康内会让站——斯特卢班站公路将书面形势的答复送来。
1943年1月9日15时，你们的代表将在564会让站东南0·5公里的‘B’区受到俄罗斯军官代表们的迎候。
倘若你们拒不投降，我们的红军和红军空军部队将被迫全歼被围德军，一切后果出你们承担，特此警告。
红军最高统帅部大本营代表
炮兵上将 沃罗诺夫
顿河方面军司令 罗科索夫斯基中将”。
有许多人自告奋勇要去敌人阵营递交最后退误。最后批准顿河方面军司令部参谋A·M·斯梅斯洛夫少校为军使，H·H·佳特连科大尉为翻译。
H·H·沃罗诺夫说：“我们仔细各虑了我方军使的全部活动程序。M·C·马科宁对这项需要耐心和细心的工作给予了很大帮助。熟悉了国际法和标有各种情况的地形图后，他制定了递交最后通课的详细计划。计划是这样的：递交之前，也就是1943年1月7日晚上，与被围兵团指挥部进行无线电联络，予先通知他们，我们派去的军使在指定时间到达指定位置。
我们建议在固定的时间、固定区域内双方不进行任何军事行动，停止一切射击。此外，我们提议，德军指挥部要派出特派员迎候我们的军使。前线指挥所同军使活动地建立了直接联系。在这个地段要进行认真的观察。以防万一，我们的全部火器都要处于战斗准备状态。老实说，我们根本就不相信，敌人指挥部会接受我们最后通谍的条件。但是，正像俄罗斯谚语所说，问问并不吃亏。我们一切从善，是为了避免不必要的流血。
1月7日晚和1月8日清晨，我们的前线无线电台将派遣军使一事多次通报保卢斯指挥所。从顿河方面军正北面来的报告说，我们的军使从坑道出发向敌人铁丝网走去，但是没有任何人来迎接他们，过了一会儿，从敌人驻地传来了步枪的单发射声，接着是自动步枪的短点射，最后，敌人用迫击炮射击。军使没见到接迎者，只得返回。显然，敌人选择了敌对态度。
我们将这—切立即报告了大本营。在等待答复时我想，现在我们可以名正言顺地发起进攻了。可话又说回来，干嘛不试试从我们‘环形’正面派去军使呢？大本营内部似乎也有些争议。起初，从那里发出命令：‘停止一切行动’，可很快又发来一条命令，从另—个方向再派军使去。
原打算另外再找几个自愿者去充任军使，但后来还是决定满足斯梅斯洛夫和佳特连科二位同志要亲自去完成这一任务的强烈要求。在战线的一个地段又停止了对射。清晨，我们的军使顺利到达敌人铁丝网，在指定位置受到德军军官的迎候。他们提出要检验公文纸包，斯梅斯洛夫少校提出抗议，并要求把他带到可亲自将文件递交德军指挥部的地方。
根据当时的国际法，军使要被蒙上双眼带到敌军驻地。当德国人一提出这件事时，我方军使当即从口袋里掏出专为准备的白手帕。他们的双眼被蒙上。一直到了指挥所才将手帕摘去。一名德国军官用电话向自己的长官报告了军使的到来及他们要将文件亲手传交保卢斯本人的要求。隔了片刻，他们向我方使者表示，德军指挥部拒决接受最后通谍，俄罗