斯大林格勒会战的前奏：德军试图打破战场稳定
斯大林格勒是苏联中央地区通往南方重要经济区域的交通咽喉，战略位置极为重要。若德军攻占斯大林格勒和高加索，向北可包抄莫斯科以东大面积区域，向南可深入高加索地区，并占据以高加索为中心数十万平方千米的石油，粮食等资源产地。
斯大林格勒以西、以南是是苏联粮食、煤炭以及石油的主产区。如果德军占领这一地区，苏联就会失去这些战争所需要的重要资源。
双方参战兵力对比：苏军参战兵力超过110万人，武器装备包括火炮15 501门、坦克1 463辆、飞机1115架。德军总兵力达100万人，武器装备包括10 290门火炮，675辆坦克，1 216架飞机。
巴巴罗萨计划
1941年6月22日，纳粹德国及仆从国发动“巴巴罗萨计划”，撕毁了《苏德互不侵犯条约》，悍然入侵苏联，苏德战争爆发。德军闪电般地占领了苏联西部大片领土。在1941年夏秋季遭受了一连串打击的苏联红军在当年12月进行的莫斯科保卫战中取得了首次胜利。过度消耗的德军由于缺乏应付冬季的战争装备和稳定的供应线，并且由于一天夜间天气骤然下降，导致德国的机械化部队完全无法使用，使在莫斯科城下遭受了严重打击，并在部分地区遭到反攻。
到1942年初，漫长的苏德战线相对稳定了下来，但双方都在秣马厉兵，准备更大规模的战役，以争夺战略主动权。鉴于德军已无力发动全线进攻。陆军总参谋长哈尔德将军建议，如果再要发动攻势，就应针对苏联首都莫斯科。然而希特勒认为攻击莫斯科目标过于明显，并且中央集团军群已经受到了很大削弱，德军应放弃再次进攻莫斯科的计划。因此，德国开始筹划集中兵力在北部和南部战线发动新一轮局部攻势。此外，由于美国在遭到珍珠港偷袭之后对日本宣战，德国认识到时间颇为紧迫。希特勒希望能够在美军有机会加入欧洲战场之前结束东线战争或尽可能削弱苏联。
斯大林格勒原名察里津，后来改称伏尔加格勒(战时再次改名为斯大林格勒)，位于伏尔加河下游西岸，战前居民约60万人。它是苏联内河航运干线——伏尔加河上的重要港口，又是苏联南方的一个铁路交通枢纽和重要工业城市，拥有一家大型拖拉机厂——斯大林格勒拖拉机厂(又称捷尔任斯基拖拉机厂，该工厂是当时苏联最大的拖拉机厂，产量占全苏的一半，长期以来扮演兵工厂的角色，战争时期主要生产坦克)。斯大林格勒以西、以南是广阔富饶的顿河下游流域、库班河流域和高加索地区，是苏联粮食、石油和煤炭的重要产区。1941年，德军占领乌克兰后，斯大林格勒成为苏联中央地区通往南方重要经济区域的唯一交通咽喉，战略位置极为重要。
如果德军占领这一地区，苏联就会失去战争所需要的石油、粮食和重要的工业基础，而德国此时也迫切需要这些资源。在即将发动攻势之前，希特勒曾对第6集团军司令保卢斯将军说：“如果我拿不到迈科普和格罗兹尼的石油，那么我就必须结束这场战争。”
希特勒密令
1942年4月5日希特勒发布的战争密令：
“4月5日 第41号指令(东线作战)
领袖兼国防军最高司令 领袖大本营国防军统帅部/国防军 1942年4月5日指挥参谋部 1942年第55616号绝密文件只传达到军官
第41号指令在俄国的冬季会战行将结束。由于东线官兵表现得特别顽强和富于牺牲精神，德军已取得防御战的巨大胜利。
敌人在人员和物资方而损失极为严重。在这个冬季，敌人在扩大所谓初期战果的努力中，已使其准备用于以后作战的预备队主力受到很大消耗。一但天气和地形条件具备，德军指挥官和部队的优势必将再次赢得行动的主动权，迫使敌人就范。
目标是，最终歼灭苏联红军残存的有生力量，尽可能多地夺取它的最重要的战争经济资源。为此，应投入德国国防军和盟军的一切可供使用的力量。但同时，无论如何应保障欧洲西部和北部占领区海岸的安全。”
由于德军从战争开始到1941年冬季伤亡了约110万人，他先后派戈林和凯特尔元帅到各国征募仆从军，一共获得了52个师以供夏季作战使用，其中罗马尼亚27个师，匈牙利13个师，意大利9个师，斯洛伐克2个师，西班牙1个师。
为实施上述战略意图，德国对南线兵力进行了重组，撤消了原南方集团军群番号，新组建了A、B两个集团军群。A集团军群由利斯特元帅指挥，下辖克莱斯特上将的第1装甲集团军和鲁夫上将的第17集团军，由空军第4航空队进行空中支援，其任务是攻占高加索地区;B集团军群由包克元帅指挥，下辖霍特上将的第4装甲集团军、魏克斯上将的第2集团军和保卢斯上将的第6集团军，由空军顿河地区航空队进行空中支援，其任务是攻占斯大林格勒，掩护A集团军群的北翼。在A、B两个集团军群的后方，又有第二线兵力，由匈牙利第2集团军、意大利第8集团军和罗马利亚第3集团军组成。此外，在克里米亚地区，还有曼施泰因上将的第11集团军和罗马利亚第4集团军。总兵力计60个德国师，其中10个装甲师、6个摩托化师，还有有43个师的附庸国部队，共有1200辆坦克和强击火炮，17000门大炮和迫击炮，1640架作战飞机。
蓝色行动
按照希特勒的要求，德军最高统帅部拟定了1942年夏季南方作战计划，代号“蓝色行动”(德语：Fall Blau)。其主要内容是：利斯特A集团军群以克莱斯特第1装甲集团军为左翼，鲁夫第17集团军为右翼，分别从哈尔可夫南面和塔甘罗格北面向东和东南方向进攻，占领顿河下游的罗斯托夫，向南进军以控制高加索地区的油田;包克B集团军群以霍特第4装甲集团军和魏克斯第2集团军为左翼，保卢斯第6集团军为右翼，分别从库尔斯克南面和哈尔可夫北面向东和东南方向突击，占领顿河上游的沃罗涅日，向斯大林格勒前进。
苏联红军最高统帅部同样也在加紧准备1942年夏季战役。斯大林及苏联红军最高统帅部判断，1942年夏季，德军可能在莫斯科方向和南方发动大规模的进攻，并以莫斯科为主要突击目标，因为在这个方向上，德军仍有70余个师，100多万人。因此，苏联红军最高统帅部决定将预备队的大部分兵力集中在莫斯科方向。苏联红军的战略意图是：进行积极的战略防御，但同时必须在克里米亚、哈尔科夫地区、利戈夫—库尔斯克方向，斯摩棱斯克方向，以及列宁格勒和杰米扬斯克地域实施一系列进攻战役。在讨论具体作战计划时，斯大林对西南方向总司令铁木辛哥元帅提出的西南方向进攻计划很感兴趣也全力支持。苏联红军总参谋长沙波什尼科夫元帅却表示总参谋部不同意这一计划，并说大本营不能，也没有足够的预备队提供给西南方向。该意见被斯大林拒绝。最后，斯大林批准了铁木辛哥以西南方向兵力先敌实施哈尔可夫进攻战役的计划。该计划规定，从沃尔昌斯克地区和巴尔文科实施向心突击，一举夺取哈尔可夫并为解放顿巴斯创造条件。