Первоначально ставкой ВГК планировалась наступательная операция «Сатурн», но был сделан вывод, что для этой операции недостаточно сил. Поэтому планы советского командования были скорректированы — уменьшены цели и масштаб операции. План получил название «Малый Сатурн». Целями операции являлся разгром противника, занявшего позиции на среднем Дону, а также последующее наступление на захваченный немецкими войсками Ростов-на-Дону. Для операции были привлечены 6-я армия Воронежского фронта и часть Юго-Западного фронта, в частности, 1-я и 3-я гвардейские армии, 5-я танковая армия, 2-я и 17-я воздушные армии. В операции со стороны Красной Армии были задействованы 36 дивизий численностью более 689 тысяч человек, более 5 тысяч орудий и миномётов, свыше 1 тысячи танков, более 400 самолётов.
Противостоявшие Красной Армии войска стран Оси включали в себя 8-ю итальянскую, 3-ю румынскую армии группы армий «Дон» под командованием фельдмаршала Манштейна. Эти армии насчитывали 27 дивизий численностью 459 тысяч человек, более 6 тысяч орудий и миномётов, около 600 танков и около 500 самолётов. Оборона противника представляла собой две полосы общей глубиной около 25 километров, весьма хорошо оснащённых и подготовленных в инженерном отношении, между населёнными пунктами Новая Калитва и Вёшенская.
Карта-схема операции «Малый Сатурн».
После того, как в Сталинграде была окружена 6-я армия фельдмаршала Паулюса, 12 декабря 1942 года немецкие войска попытались деблокировать её. В связи с этим вместо удара на Ростов-на-Дону командованием было принято решение о перенаправлении основных сил, задействованных в операции, на юго-восток, с выходом на Морозовск, и разгромом группировки противника в районе этого населённого пункта. Тем самым попытки немцев деблокировать 6-ю армию должны были быть провалены.
Советские танки в операции «Малый Сатурн».
16 декабря 1942 года советские войска перешли в наступление, однако в силу погодных условий, оно развивалось медленно. 17 декабря в действие были введены 4 советских танковых корпуса, которые прорвали оборону противника и продвинулись вглубь на 20-25 километров. За 8 дней наступления советские войска продвинулись на 100-200 км, а 24-й танковый корпус прошел 240 км, овладев 24 декабря 1942 года станицей Тацинской и уничтожив на её окраине один из основных аэродромов снабжения окруженной в Сталинграде 6-й армии. 22 декабря началось наступление 5-й танковой армии, но оно большого развития не получило, однако при этом сковало большие соединения противника севернее Тормосина. 24 декабря в районе Алексеево-Лозовское — Верхнечирский была разгромлена 8-я итальянская армия. К 30 декабря операция была завершена.
Отступление немецких войск.
В результате проведённой операции были разгромлены 5 итальянских, 5 румынских и 1 немецкая дивизии, а также 3 итальянские бригады. Понесли тяжёлые потери 4 пехотных и 2 танковых немецких дивизии. Немецкое командование отказалось от дальнейших планов по деблокированию 6-й армии Паулюса. Потери советских войск составили 102 тысячи человек, немецкие потери – 68 тысяч человек.