天王星行動，是蘇聯紅軍在第二次世界大戰中的一個戰略性軍事行動代號，地點是在斯大林格勒附近，發生時間是在1942年11月19日—23日，目的是消滅在斯大林格勒城中及周邊地區的德軍，最終結果是蘇聯獲勝。
天王星行動(俄語：Операция «Уран»)爲蘇聯紅軍在第二次世界大戰中的一個戰略性軍事行動代號，目標爲包圍德國第6集團軍(英語：6th Army (Wehrmacht))、羅馬尼亞王國第3集團軍和第4集團軍(英語：Romanian armies in the Battle of Stalingrad)及部分德國第4裝甲集團軍(英語：4th Panzer Army)。這個行動是斯大林格勒戰役的一部分，作戰目的是消滅在斯大林格勒城中及周邊地區的德軍。天王星行動的策劃早在1942年9月便開始，最終發展成包圍、消滅德國中央集團軍羣及在高加索地區的其他德軍。由於德軍沒有準備好在冬季作戰，加之位於蘇聯南方的部隊過分分散，其側翼又由較爲貧弱的羅馬尼亞、匈牙利及意大利軍隊防守，因此蘇聯紅軍佔盡了優勢。蘇軍的攻勢自羅馬尼亞軍隊正面防線展開，這些軸心國軍隊戰鬥素質不如德軍，同時還缺乏對抗蘇聯裝甲部隊的重型武器。
德軍爲攻佔高加索油田地帶及斯大林格勒而實施的夏季攻勢，造成了一條超過軸心國部隊預期防禦範圍的漫長戰線。在德軍將數個機械化師從蘇聯調往西歐後這一情況更爲惡化。加上該戰區經過數個月的激戰後，德國部隊，特別是在斯大林格勒城內作戰的部隊消耗甚鉅。德軍只有將兵力約一個裝甲師的第48裝甲軍(英語：XXXXVIII Panzer Corps)以及第29裝甲擲彈兵師(英語：29th Infantry Division (Wehrmacht))作爲預備隊，用以支援掩護第6集團軍側翼的羅馬尼亞部隊。與之相比，紅軍在準備進攻上在斯大林格勒城內及周圍部署了超過100萬名士兵。然而蘇聯調動軍隊的動作並非沒有遭遇到困難：爲避免暴露被德軍發現，蘇軍的祕密部署使得部分部隊因爲後勤問題而未能按照計劃抵達，因此天王星行動的開始日期從11月8日延遲至11月17日，之後再進一步推遲至11月19日。
11月19日早上7時20分(莫斯科時間)蘇聯紅軍對位於斯大林格勒城區的軸心國軍隊北翼展開攻擊;南翼部隊亦於11月20日開始進攻，雖然羅馬尼亞軍部隊能擊退蘇軍首輪攻擊，但在11月20日晚時，蘇軍繞過數個實力較強的德軍步兵師直接進攻羅馬尼亞第3集團軍及第4集團軍，這些軸心國軍隊不久之後就全面潰退。德軍機動預備隊沒有足夠力量用以擊退蘇軍的機械化矛頭，同時第6集團軍指揮部亦未能及時調動斯大林格勒城中的裝甲部隊，將它們重新部署以擊退這些威脅。11月22日晚上蘇軍兩翼的部隊於卡拉奇會師，成功包圍了頓河以東的290,000名軸心國部隊。德國元首阿道夫·希特勒命令軸心國軍隊繼續死守斯大林格勒城中的陣地並以空運維持補給，與此同時蘇軍及德軍指揮官們也開始各自策劃他們的下一步行動。
