В битве на Волге было установлено, какое большое значение в операциях на окружение играет воздушная блокада с целью воспретить противнику снабжение окруженной группировки по воздуху и тем самым полностью изолировать ее. Необходимым условием успешного ведения воздушной блокады, как показал опыт, является завоевание и удержание господства в воздухе. Эта задача советскими ВВС в ходе Сталинградской битвы была успешно решена.
Опыт битвы на Волге позволил сделать важные выводы по вопросам организации и использования подвижных войск (танковых армий, танковых и механизированных корпусов) в наступательных операциях. В Сталинградской битве танковые армии имели смешанный состав (т. е. включали в свой состав как танковые, так и стрелковые соединения) и выполняли роль ударных армий. Они обычно ставились в первом эшелоне фронта, рядом с общевойсковыми армиями. Их задачами были прорыв фронта противника на важнейших направлениях и развитие прорыва своими подвижными соединениями. Однако опыт битвы показал, что такая армия имела серьезные недостатки в организационной структуре. Танковой армии смешанного состава было трудно осуществить развитие прорыва на большую глубину. Наличие в ее составе соединений с различной подвижностью сильно затрудняло управление войсками в ходе наступления и организацию взаимодействия между стрелковыми и танковыми соединениями. Стрелковые дивизии постоянно отставали от танковых и механизированных корпусов. Тем самым они сковывали маневр армии как оперативного объединения, важнейшей задачей которого являлось стремительное развитие наступления в глубину обороны противника. Это в значительной степени обусловило изменение в организационной структуре танковых армий. С лета 1943 г. они имеют в своем составе только танковые и механизированные соединения и необходимые средства усиления. С этого времени танковые армии становятся ярко выраженным фронтовым эшелоном оперативного развития успеха. Они, как правило, получали место в оперативном построении фронта за общевойсковыми армиями на направлении главного удара для последующего ввода в прорыв, который осуществлялся общевойсковыми армиями, и для дальнейшего развития успеха в глубину. Таким образом, организация танковых армий была приведена в соответствие с теми задачами, какие им предстояло решать во фронтовых наступательных операциях. Танковые армии как фронтовое средство развития успеха изменили характер фронтовой операции, сделали ее по темпам более стремительной, а по глубине более дальнобойной.
Сталинградская битва дала поучительный пример организации и ведения наступательных операций силами группы взаимодействующих фронтов, наносивших несколько согласованных ударов на широком фронте. Особенно показательны в этом отношении наступление войск Воронежского и Юго-Западного фронтов в операции «Сатурн», когда фронты прорывали оборону противника на 5 направлениях. При такой форме ведения операции вражеский фронт протяженностью 200 км был расчленен на 4 разобщенные части. Для советских войск создались благоприятные условия для последующего окружения и уничтожения этих разобщенных вражеских группировок. В результате в обороне противника образовались бреши, в которые устремились советские подвижные войска. Они начали стремительно развивать успех в глубине вражеской обороны. В таких условиях немецко-фашистское командование лишалось возможности выполнения какого-либо широкого маневра своими резервами как по фронту, так и из глубины. Оно не могло за их счет создавать крупные группировки для парирования ударов советских войск и было вынуждено бросать их в бой разрозненно и разновременно, что позволяло нашим войскам громить резервы противника по частям, с ходу.