第6集团军反攻的同时，也电告曼施坦因元帅和“霍特”集群部队，收到电报的曼施坦因元帅，严令“霍特”集群，集结可以集结的所有兵力发起冲锋，务必与第6集团突围部队会师，挽救出第6集团军及其他各部队。

12月20日整个晚上是冰冷残酷的，第6集团军各进攻部队将多日来的恐惧、孤独、绝望等情都绪倾诉在了漫天遍野的炮火与杀戮中，杀红眼的双方甚至在局部发生了白刃战（为区分进攻双方，第6集团军每个人右胳膊缠上了一条白毛巾，并告知“霍特”集群部队以区内友军，如果对方“霍特”集群没有白毛巾，在分不清敌友时，高声大喊德语，以防止会师时的自相残杀）。20日晚上11点20分，第6集团军突击坦克集群突破苏军防线，与“霍特”集群胜利会师。

会师成功后，按照事前计划，突击集群一分为二，各以200多辆坦克为核心，成扇面攻击，从背后及侧部攻击苏军围困部队，力求击溃敌军有生力量，防止敌军对于“会师走廊”的再次合围。坦克突击集群后面协同第3、29、60摩步师协同跟进，第8、11、51步兵军则立即清剿“会师走廊”内残余部队，第44、71、76、79、94、100等其余被围困德军部队，则依照地形，各自发起或支援或牵制进攻。至12月21日凌晨，第6集团军通过集中优势坦克集团兵力，穿插打乱整个苏军阵地，让苏联军队军官找不到士兵，士兵找不到将领，成功的击溃苏联35万左右的包围圈军队，将包围圈彻底打爆，剩余苏军在不了解德军反攻规模和头顶上精准的“高空轰炸”后迅速脱离原包围阵地，向斯大林东北方向和东南方向撤退。至21日中午，整个斯大林格勒反攻战役基本结束。经初步统计，歼灭苏军5万余人，俘虏苏军7万人左右（均为零散的小股部队，被反击打乱编制后，撤退方面混乱，未能跳出会师走廊区域，在此后2天内因弹药耗尽陆续放下武器，放弃抵抗。）