Om acht uur in de morgen van 24 januari liep Generalleutnant Von Hartmann met een groep soldaten naar een spoorwegdijk. Hij wilde niet gevangen worden genomen maar zijn huid zo duur mogelijk verkopen. Terwijl hij goed zichtbaar voor de Sovjets rechtop stond, riep hij: "Vuur!" en schoot hij zijn geweer leeg. Enkele ogenblikken later drong er een Russische kogel zijn hersenen in. Korte tijd later pleegde een andere generaal zelfmoord, Generalleutnant Stempel. Hij had gehoord dat zijn zoon, een luitenant, elders in de stad was omgekomen en schoot zich door zijn hoofd. Kort daarvoor had Generalmajor Von Drebber besloten zich over te geven. Enkele andere generaals hadden dit al gedaan, en nog meerdere anderen zouden op eigen houtje hun voorbeeld volgen.
Kort hierna kreeg Paulus een brief van Drebber. Drebber verzocht hem het 'nutteloze verzet' op te geven en 'met het hele leger te capituleren'. Hij beweerde dat zijn mannen goed werden behandeld. Generalmajor Arthur Schmidt, de chef van de generale staf, was er echter van overtuigd dat Drebber de brief nooit vrijwillig had geschreven en gedwongen moest zijn. Paulus was erg in de war geraakt, en twijfelde of hij misschien ongelijk had gehad en dat de Sovjets de Duitsers misschien wel goed behandelden, in tegenstelling tot wat de Duitse propaganda altijd had beweerd. Schmidt was daarentegen woedend, zowel op Drebber als Paulus.

Op de 24e vielen troepen van het Don Front Stalingrad aan ten westen van de Mamajev Koergan. Twee dagen later maakten de voorste eenheden van het 65e Leger van het Don Front contact met eenheden van de 13e Garde-Jagerdivisie van generaal-majoor Rodimtsev, net ten noorden van de Mamajev Koergan. Dit was de eerste keer dat eenheden van Tsjoeikovs leger contact hadden met een ander leger sinds 10 september, 138 dagen daarvoor. De As-troepen waren hierdoor in twee Kessels gedeeld. De zuidelijke Kessel bestond uit het gebied rond het centrum en bevatte vier korpsen en de legerstaf, terwijl de noordelijke Kessel uit het gebied rond de tractorfabriek 'Dzerzjinsky' bestond waar de troepen van het XI. Armeekorps onder General der Infanterie Karl Strecker omsingeld waren.

Schmidt aan de leiding

Diverse generaals probeerden Paulus nu te overtuigen dat verder verzet zinloos was. Paulus bleef echter bij zijn "Befehl ist Befehl", en daarom richtten ze zich nu op Schmidt. Ze waren er ook steeds meer van overtuigd dat Schmidt aandrong op de krankzinnige voortzetting van de strijd. Schmidt had inderdaad de actieve leiding over het 6. Armee op zich genomen. Hij wilde doorvechten tot het bittere einde om zo, door dit offer, de Duitse legers nog jaren te kunnen inspireren. Paulus raakte ondertussen steeds meer verdoofd door de ellende die over heen kwam. Zijn gezicht was askleurig geworden en de zenuwtrekking aan de rechterkant van zijn gelaat strekte zich nu uit van zijn kaak tot aan zijn wenkbrauw. Vroeger had hij altijd zo'n rechte houding gehad; nu liep hij enigszins gebogen. Schmidt was daarentegen vol kracht; hij gaf defaitistische officieren donderende bevelen, schold mensen via de telefoon uit en dreigde met executies jegens ontevredenen. Terwijl Paulus ineenkromp onder de reusachtige omvang van de ramp, werd Schmidt sterk in de tegenspoed, en niemand hield hem tegen. In het openbaar toonde hij een hardnekkige wil om tot de laatste kogel weerstand te bieden, maar ondertussen bereidde hij zichzelf wel voor op krijgsgevangenschap.

Op 26 januari verhuisde het hoofdkwartier van het 6. Armee naar het plompe warenhuis 'Univermag' aan het Rode Plein in het centrum van Stalingrad. De gebouwen rond het plein waren allemaal ruïnes. Het warenhuis zat ook vol gapende gaten en had geen ramen meer. In de kelder van het warenhuis werd het hoofdkwartier ingericht. Terwijl adjudanten een radiokamer inrichtten, trok Paulus zich terug in een met gordijnen afgesloten vertrekje met een brits en een stoel en ging zitten om te rusten. Later die dag kwam Schmidt binnenstormen met de mededeling dat het XIV. Panzerkorps capitulatie overwoog.

In de NKVD-gevangenis, waar het hoofdkwartier van het XIV. Panzerkorps was gevestigd, was een vergadering gaande tussen een aantal generaals. De commandant van het XIV. Panzerkorps, Generalleutnant Helmuth Schlömer, was van mening dat Paulus nooit zou capituleren en hij stelde voor Paulus te overmeesteren. Hij zou dan de nieuwe opperbevelhebber worden. Von Seydlitz-Kurzbach, die ook aanwezig was, sprong op en riep: "Mijn god, heren, dit is verraad!" Op dat moment kwam Paulus binnen. Hij oogde vermoeid en gaf iedereen opdracht weer aan het werk te gaan. Er volgde een stroom van protesten, maar Paulus draaide zich om en verliet het vertrek.

Op 29 januari werd de zuidelijke Kessel door Rokossovsky’s troepen ook nog in tweeлn gedeeld: de middelste Kessel bevatte nu twee korpsen ten westen van de Mamajev Koergan en de zuidelijke Kessel een korps en de legerstaf rondom het centrum. Schlömer, de commandant van het XIV. Panzerkorps, had zich diezelfde dag toch met zijn troepen overgegeven.

Het einde nadert

De talloze zieken en gewonden in de Kessels zagen het einde nu naderen. In de centrale militaire garnizoenspost, nu een veldhospitaal, anderhalve kilometer ten noorden van het warenhuis, lagen drieduizend gewonden blootgesteld aan de wind die meedogenloos door de vernielde muren van het gebouw blies. De artsen, die niet voldoende medicijnen meer hadden, legden ernstig zieken aan de rand van de menigte, zodat zij het eerst zouden sterven van de kou. Rond het gebouw lagen stapels lijken van twee meter hoog.
Russische mortieren schoten de garnizoenspost nu in brand. Door de wind sloegen de vlammen al snel uit alle openingen. Brandende gewonden die uit het gebouw tevoorschijn kwamen stortten sissend neer in de sneeuw. Nadat het plafond omlaag was gekomen en de vlammen luwden, kwamen reddingsploegen aangesneld. Alle trappen waren versperd door massa's lijken.
In talloze kelders vroegen gewonde Duitse soldaten om pistolen waarmee ze zich door hun hoofd schoten. De talloze luizen verlieten de afkoelende lijken en begaven zich snel naar andere slachtoffers.

Ook de generaals spraken over zelfmoord. Von Seydlitz-Kurzbach, die eerder nog fel tegen de muiterij van zijn collega's was, schold nu urenlang op de Hitler en de nazi's en bepleitte een opstand tegen het Derde Rijk. De generaals Pfeiffer en Korfes waren het helemaal met hem eens. De oude generaal Heitz negeerde deze opruiende taal. Hij stelde geweren bij de ingang van de bunker en zei: "Ik zal de eerste man die deserteert neerschieten."

Op 30 januari zou Adolf Hitler een toespraak houden ter herdenking van het tienjarig bestaan van het Derde Rijk. Die kwam niet; in zijn plaats zou Reichsmarschall Hermann Göring spreken. Op bombastische wijze sprak hij ook over de Slag om Stalingrad, 'de grootste veldslag uit de geschiedenis, een slag van helden'. Hierna klonk het volkslied, 'Deutschland über alles', en het lied van de nazipartij, 'Horst Wessel'. Ook in Stalingrad luisterden de soldaten naar de toespraak. In een kelder sloeg iemand met een geweerkolf de radio kapot.
Paulus aanbad de Führer echter tot het laatste moment. Op 30 januari stuurde hij het volgende bericht:

Het warenhuis 'Univermag' lag in de sector van het 64e Leger van de Sovjets. Haar commandant, luitenant-generaal Michail S. Sjoemilov, kwam op 30 januari te weten dat Paulus hier zijn hoofdkwartier had gevestigd en later die dag naderden Sovjettanks het warenhuis. Schmidt had, na overleg met Paulus, Oberst Ludwig opdracht gegeven ervoor te zorgen dat de volgende morgen om negen uur een Sovjetvertegenwoordiger zou komen. Even na middernacht ging Paulus slapen.

Paulus wordt gevangen genomen

Terwijl Paulus rustte, voerde de Führer nog een laatste list uit. Hij gaf het bevel tot een lawine van bevorderingen van hoofdofficieren van het 6. Armee. 119 officieren werden gepromoveerd, sommigen hadden zich zelfs al overgegeven. Paulus werd bevorderd tot Generalfeldmarschall. Nog nooit eerder in de Duitse krijgsgeschiedenis had een Duitse veldmaarschalk zich overgegeven, dus Hitler verwachtte van Paulus dat hij zou vechten tot de dood of zelfmoord zou plegen. De anders zo gehoorzame Paulus gaf echter geen gehoor aan deze laatste wenk van zijn Führer. In de morgen van de 31e stuurde hij zijn tolk, Boris von Neidhardt, naar de voorste Sovjettank. In de koepel stond een jonge Russische luitenant, Fedor Jeltsjenko. Nadat de twee officieren even overlegd hadden gingen Jeltsjenko, twee Sovjetsoldaten en Neidhardt de kelder binnen. Hier hadden zich vele Duitsers verzameld en Jeltsjenko had de grootste moeite om erachter te komen wie het bevel voerde. Hij sprak eerst met Generalmajor Roske en daarna met Schmidt, maar zag Paulus niet. Roske verklaarde dat Schmidt en hij gemachtigd waren over de capitulatie te onderhandelen. Hierna liepen de drie naar het kamertje van Paulus. Jeltsjenko stapte naar binnen. Paulus, ongeschoren, lag stil op bed te roken. "Zo, nu is het afgelopen," zei Jeltsjenko als begroeting. Paulus, die er ellendig uitzag, keek hem aan en knikte troosteloos.

Korte tijd later verlieten Paulus en Schmidt de stinkende kelder van het warenhuis en liepen ze naar een Russische stafauto. Deze bracht hen naar een houten boerderij in de zuidelijke voorstad Beketovka, waarin Sjoemilov zijn hoofdkwartier had gevestigd. Omgeven door fotografen begroette Sjoemilov zijn gasten en vroeg hij hen zich te identificeren. Sjoemilov deed net alsof hij Duits kon lezen en bromde instemmend. Hierna kregen de twee Duitsers eten aangeboden van een reusachtig buffet, maar Paulus wilde eerst een garantie dat zijn mannen behoorlijke rantsoenen en medische verzorging zouden krijgen. Sjoemilov stelde ze gerust en Schmidt en Paulus, nog met het uniform van een Generaloberst, aten van het feestmaal. Paulus had het 6. Armee geen bevel gegeven om te capituleren, maar de middelste en de zuidelijke Kessel gaven zich dezelfde dag uit zichzelf over.

De laatste volhouders

De noordelijke Kessel, bestaand uit het XI. Armeekorps met zes zwaar gehavende divisies onder bevel van General der Infanterie Karl Strecker, vocht echter nog door. Op 1 februari gaf Hitler Strecker het bevel om de Kessel te behouden tot de laatste man. De Sovjets waren woedend vanwege het feit dat Strecker niet capituleerde. Rokossovsky gaf de artillerie van het Don Front het bevel om het korps te vernietigen. In de nacht van 1 op 2 februari stuurde Strecker een laatste boodschap naar Hitler:

Toen het artillerievuur voorbij was stormden duizenden Sovjetmanschappen van drie legers op de kelders af terwijl de Duitsers hun laatste munitie verschoten. Woedend vanwege het verzet, sleurden de Sovjets hun gevangenen uit de bunkers en eenmansgaten en sloegen ze ze bont en blauw. Er zijn bronnen die melden dat Hitler Strecker op het allerlaatste moment nog tot Generaloberst bevorderd had. Het is echter niet duidelijk of Strecker deze boodschap nog ontvangen heeft. Om tien uur capituleerde ook Strecker met 33.000 man.
Om 12:35 noteerde de staf van Heeresgruppe Don in Taganrog de laatste woorden van het 6. Armee in Stalingrad, toen een weerstation zijn dagelijkse rapport doorzond:

Op 3 februari waren er echter nog kleine gevechtjes gaande. Dit waren pogingen van kleine groepjes soldaten om uit te breken of verzetspogingen van soldaten die niets wisten van de overgave. Later op de dag werd het stil in Stalingrad. Een van de grootste veldslagen aller tijden was gestreden. Op 3 februari, de dag na de slag, maakte het OKW de nederlaag bekend: "Sie starben, damit Deutschland lebe" - "Zij stierven, opdat Duitsland moge leven." Met de nederlaag bij Stalingrad begon het tij voor de As-mogendheden echter te keren.