16 декабря советские армии перешли в наступление в районе среднего Дона и, разгромив 8-ю итальянскую армию, быстро двигались к району Тацинской и Морозовска.
В канун рождества крупная база снабжения — Тацинская оказалась под ударом русских танков. Каким-то чудом в снежную бурю 125 немецким транспортным самолетам удалось взлететь под огнем, однако более 60 самолетов было уничтожено. За один день 4-й воздушный флот лишился трети своей транспортной авиации.
Немецкая авиация оказалась вынужденной перебазироваться в Новочеркасск и Сальск. В начале января из Франции на авиабазу в Сталине были спешно переброшены 18 четырехмоторных бомбардировщиков «Атлантической береговой службы» «Фокке-Вульф-200» «Кондор». Однако через несколько дней один из них был сбит советскими истребителями, второй серьезно поврежден, а три вышли из строя по техническим причинам.
Через два дня в Сталинград вылетели два гигантских четырехмоторных «Юнкерс-290». Первый погиб 10 января 1943 года, взлетев с аэродрома в Сталинграде, второй был перехвачен звеном Ла-5 и, тяжело поврежденный, с трудом вернулся на базу. Неудачей закончилась и попытка использовать 40 новейших бомбардировщиков «Хейнкель-177».
10 января 1943 года советские войска начали наступление на окруженные в Сталинграде немецкие дивизии и захватили аэродром Питомник. Базировавшиеся на нем истребители Ме-109 и пикировщики Ю-87 сумели с трудом подняться в воздух, но разбились или получили повреждения при попытке сесть на усеянный воронками аэродром Гумрак. Теперь немецкие транспортные самолеты вообще лишились воздушного прикрытия. В довершение к этому аэродром, с которого теперь летали «Юнкерс-52», подвергся удару полка советских штурмовиков, которые в течение двадцатиминутного налета уничтожили и повредили 50 немецких самолетов.
2 февраля 1943 года остатки окруженных в Сталинграде немецких войск капитулировали.
Во время операции по снабжению своих окруженных войск немцы потеряли 500 самолетов — ив это число не входят бомбардировщики и истребители, уничтоженные в ходе боевых операций на всем фронте. Общие немецкие потери в битве за Сталинград составили 1249 самолетов, из которых 900 были сбиты истребителями и огнем зенитной артиллерии. Кроме того, 542 самолета различных типов, по большей части поврежденных, были захвачены советскими войсками на занятых в ходе наступления аэродромах. Советские ВВС во время блокады окруженных немецких войск совершили 45 325 вылетов сбросили 15 тысяч тонн бомб. Десять советских авиационных дивизий получили звание гвардейских. Люфтваффе потерпело серьезное поражение.
Для немецкой армии Сталинград был самым сокрушительным поражением за всю ее историю. Советские Военно-Воздушные Силы в ходе Сталинградской битвы сделали первый шаг на пути к завоеванию господства в воздухе на Восточном фронте.
Для советских ВВС вторая половина 1942 года оказалась важным этапом во многих отношениях. Началось переоснащение фронтовых авиачастей самолетами, которые не только не уступали, но и превосходили боевые машины, имевшиеся у немцев на Восточном фронте а кроме того, завершилась практическая организация структуры стратегической авиации, способной нанести удары по территории «третьего рейха».
Авиация дальнего действия (АДД), с марта 1942 года подчинявшаяся непосредственно Ставке Верховного Главнокомандования, в качестве своего ядра имела несколько десятков четырехмоторных бомбардировщиков Пе-8 (ТБ-7). Этот самолет, строившийся небольшой серией в 1940 году, имел максимальную скорость 450 км/час, потолок — 10 300 метров, дальность полета — 5800 километров. Он был вооружен двумя пушками и двумя 12,7-мм пулеметами и брал на борт 2 тысячи килограммов бомб.
19 мая 1942 года Пе-8 под командованием известного полярного летчика Э. К. Пусэпа поднялся с подмосковного аэродрома и на большой высоте взял курс на запад. На его борту в качестве пассажира находился народный комиссар иностранных дел СССР В. М. Молотов. Ранним утром на следующий день самолет сел на английском военном аэродроме в Данди. После переговоров в Лондоне с У. Черчиллем В. М. Молотов этим же самолетом вылетел в Монреаль, а оттуда в Вашингтон. Затем этим же маршрутом Пе-8 вернулся в Москву. Это был самый дальний перелет, совершенный советским самолетом во время войны. Стратегические рейды АДД на Германию начались в июле 1942 года, когда 15 Пе-8 нанесли бомбовые удары по Кенигсбергу. В последующие недели эскадрильи бомбардировщиков Пе-8 и Ер-2[235] совершали налеты на Берлин, Штеттин, Данциг, Тильзит, Варшаву, а также нефтеперегонные заводы в Плоешти (Румыния). Эти налеты на глубокий тыл Германии, предпринятые в тяжелые для советского народа дни, имели огромное морально-политическое и пропагандистское значение. Они подчеркивали также, что стратегические бомбардировки «третьего рейха» не являются привилегией одних лишь англо-американских союзников.