1月30日，希特勒授予保卢斯德国陆军元帅节杖，以鼓励其继续抵抗下去。他对约德尔说：“在德国历史上，还从来没有元帅被生俘的。”希特勒也希望保卢斯能够战斗到底或自杀殉国。1月31日，保卢斯向总部发出最后一份电报：“第6集团军忠于自己的誓言并认识到自己所负的极为重大的使命，为了元首和祖国，已坚守自己的岗位，打到最后一兵一卒，一枪一弹。”但是，当苏军攻入德军设在百货商场内的司令部时，保卢斯选择了投降。同日，苏军第64集团军的第38摩步旅打到了保卢斯的司令部，“第六集团军无线电台即将关闭!俄军已经攻占!打垮布尔什维克万岁,天佑德意志!”1943年2月1日,被包围的第六集团军司令部发报员自己决定向柏林发出了最后一封感动德国人的著名电报，最后用国际电码写上“CL”，表示“本台停止发报”。苏军在地下室外叫第6集团军司令部人员投降，第6集团军参谋长施密特将军接受了要求。施密特问保卢斯：“请问陆军元帅，还有什么话要说吗?”保卢斯无话可说，只好投降。1943年2月2日，被围困在斯大林格勒城北的第11军残部也宣布投降。至此，斯大林格勒会战结束。德第6集团军司令保卢斯元帅，步兵第4军军长普费费尔中将、第51军军长库尔茨巴赫中将、第295师师长科尔费斯少将等23位将官，2000名校级以下军官和91000名极度饥饿劳累的德军士兵被俘，约14万人死亡，只有3万余伤患者事先陆续空运撤出。

让苏军大为惊喜并同时让德军极为失望的是，战俘中包括22名将军。希特勒对这位新陆军元帅极为失望，并公开说“保卢斯差一步就要跨入光荣的殿堂，但是他还是选择了退却。”而被俘的9万多人也大部分死于苏军战俘营，能活到战后的，不过几千人而已。由于苏联与1946年发生严重自然灾害，导致了大面积农业减产，致使战俘食物不足，大量的日德战俘被饿死，相传当时的战俘营中，战俘和负责看管的红军战士的每日仅配给3个土豆，目前没有明确的证据表明日德战俘受到严重的虐待导致大面积死亡。但是，据统计降的91000名战俘中，只有6000名得以生还，并回到了故土。由于大多数士兵本身已经营养不良，缺乏医治，加上红军将他们发配到苏联各地的战俘营中进行强制劳动，使得大多数人死于过度劳累和营养不良。十几位高级军官被带往莫斯科，用作苏联的政治宣传工具。包括保卢斯在内的军官们发表了反希特勒宣言，并向德军部队大肆宣传。 瓦尔特??冯??塞德利茨??库尔茨巴赫将军甚至提出从德军战俘中组建一支反希特勒军队，但是苏联没有接受这个建议。直到1955年，这些高级战俘才被遣送回国。