克拉斯诺夫的接连两次失败使得白军士气十分低落，他本人也接连被白军领导责备。而红军因为之前的数次胜利已经十分自信。

然而，正所谓过犹不及，红军中出现了一些轻敌思想。尽管斯大林多次指出，白军在受到两次增援后仍据有绝对的兵力优势，但是部队里部分指战员却自大得认为"白军来多少就消灭多少"。这为之后的战斗埋下了隐患。

红军出现了过于自负的现象

反观白军这边，白军总司令部一口气调拨给克拉斯诺夫十万人和两百六十门大炮，要求他一举攻下察里津。而克拉斯诺夫本人更是痛定思痛，认真分析了红军的战术战法。他认为红军最大的长处就是可以利用列车炮制造局部内的装备压倒性优势。但是列车炮同样有劣势，他们只能依靠铁路运动，活动范围有限，而且其转移阵地也需要时间。同时，列车炮集中了红军几乎所有火炮，在阵地上的火炮并不多。

针对列车炮的弱点，克拉斯诺夫做出了两条针对性战术：第一，尽量将红军拉扯到列车炮的射程外再进行野战，消灭红军步兵主力；第二，利用佯攻诱骗红军列车炮达到错误的防守阵地，再用重兵攻击没有列车炮掩护的苏军阵地。

红军时任第十集团军司令叶戈洛夫

1918年1月1日，在这两条战术的指导下，白军开始了第三次对察里津的攻击。第十集团军司令叶戈洛夫轻敌冒进，轻易率部反击白军，被白军骑兵击败，使得白军完成了对察里津的三面包围。12日，白军在城南佯攻，诱使苏军列车炮前往增援，而真正的白军主力则一举夺取了察里津北部重镇杜波夫卡，直接威胁察里津心脏地带。为了拔掉这根离心脏最近的刺，斯大林不得不命令从南部防线抽调出骑兵混成师夺回杜波夫卡。而白军则趁着南部防线空虚之际于16日占领了萨列普塔，进一步威胁察里津的中心地区，胜利似乎只有一步之遥。

然而占领萨列普塔是白军在察里津取得的最后的胜利了。斯大林敏锐的意识到察里津北部的白军经过连日作战，已经疲惫不堪，因此专门抽调出精锐的骑兵师对其发动突击。早就无力再战的白军一触即溃，很快就被逐出杜波卡夫。该师在斯大林的指示下趁胜追击，直接攻击白军的包围圈。然而还没等红军骑兵冲到包围圈，白军的防线就被杜波卡夫溃逃下来的逃兵冲七零八落。因此，红军很快就在白军的包围圈上撕开了口子。

骑兵混成师师长布琼尼

斯大林又组织了一支精锐骑兵，猛冲敌军缺口，并在冲出包围圈后向敌后迂回，切断了敌人的补给线。而第八、第九集团军也赶来救援。对于白军来说，现在不但打不下察里津，还有被红军反包围的风险。2月2日，克拉斯诺夫率全军撤退。察里津保卫战胜利结束。

战后的斯大林受到了布尔什维克的表彰，列宁甚至在重要会议上盛赞斯大林"对苏俄的生存做出了巨大贡献"。这场战役为斯大林积累了巨大的名声和资本，让他在未来向苏联最高领袖的位置发起冲锋，也大大锻炼了红军各兵种协调的能力和坚守阵地的能力。

为了纪念斯大林在这座城市的丰功伟绩，1925年，察里津被改名为斯大林格勒。当然，1918年的斯大林或许不会想到，十几年后，他将再次保卫这座城市，在这座城市与敌人展开决定命运的战役。

十几年后，改名为斯大林格勒的察里津，将再次发生一场殊死搏斗