土星行动是第二次世界大战苏德战争中，苏联红军于1942年12月至1943年2月收复高加索北部及顿河平原的战役。 1942年11月19日开始的天王星行动非常成功，超过300,000名在斯大林格勒隶属于由弗里德里希·保卢斯指挥的德军第6集团军及第4装甲集团军的士兵被包围，为扩大胜利，苏联最高统帅部计划一个冬季攻势以延续胜利及扩大战果，代号为土星行动。
第一阶段 — 尝试切断在高加索的德国A集团军军 — 由于埃里希·冯·曼施坦因于12月12日实施冬季风暴行动以解救在斯大林格勒被包围的德军而很快被修改，当隶属于罗季翁·雅科夫列维奇·马利诺夫斯基的苏军第2近卫集团军阻止了德军向斯大林格勒的推进后，一个被修改了的小土星行动于12月16日展开。
这个行动包括了一个钳形攻势以攻势德军解围部队，由苏军第1及第3近卫集团军从北面进攻，在顿河流域包围了拥有130,000名士兵的意大利第8集团军及进至米里罗夫(曼施坦因命令德军第6装甲师救援意大利军约130,000名被包围士兵，45,000人生存下来及于12月17日在切尔特科沃与第6装甲师会合)，向南推进的苏军第28军团可能包围德国第1装甲集团军及苏军第51集团军直接进攻解围部队，12月24日苏军第24坦克军的坦克到达塔特辛斯卡亚，这是德国空军向被包围在斯大林格勒的第6集团军进行空运的主要基地，苏军坦克在风雪掩护下攻占机场，当时机场上还停放一些德军的运输机。(请观看突击塔特辛斯卡亚)
由于解围部队可能被包围，曼施坦因没有选择及将部队于12月29日撤回到柯特尼柯夫，远离被包围在斯大林格勒的德军只好听天由命(300,000名被围士兵只有90,000人生还被俘，最后只有5,000人生存回到德国)，该行动范围的较窄亦令由保罗·路德维希·埃瓦尔德·冯·克莱斯特指挥的A集团军军有时间经撤离高加索及经罗斯托夫渡过顿河。
第二阶段行动于1943年1月13日展开，由戈利科夫指挥的沃罗涅日方面军属下4个集团军包围及消灭驻守在顿河上斯沃博达附近的匈牙利第2集团军，令魏克斯指挥的德国第2集团军面临被包围的威胁，因此第2集团军撤退，沃罗涅日方面军于2月5日进至库尔斯克及哈尔科夫一带。
当德军无组织地横过乌克兰南部撤退时，第三阶段的由沃罗涅日方面军进攻第聂伯河及包围第2集团军，同时西南方面军及南方面军攻占卢甘斯克及向南面的亚速海推进以包围克莱斯特的A集团军群及曼施坦因的顿河集团军群。
行动开始时非常顺利，库尔斯克在1943年2月8日被解放，2月16日解放哈尔科夫，罗斯托夫于2月18日被德军弃守，一条空隙出现于A集团军群(位于刻赤半岛对面占据了一个小型桥头堡)及顿河集团军群之间，而苏军第1近卫集团军在进攻中通过第聂伯罗彼得罗夫斯克威胁了另一条出现于顿河集团军群与由京特·冯·克鲁格指挥的德国中央集团军群之间的空隙，而且德军在斯大林格勒的部队于1943年2月2日投降令由康斯坦丁·罗科索夫斯基的顿河方面军能投入新的行动。
一个野心勃勃的计划伴随着在库尔斯克的胜利而被制订出来，进攻中央集团军群在奥廖尔的突出部及向布良斯克推进，但是这时候，苏联最高统帅部的的寄望超过了已经精疲力竭的进攻部队之能力，补给困难令从斯大林格勒向西推进了650 公里(约400 英里)的部队推迟了行动直至2月25日，而坚强的德军防守亦令行动在库尔斯克以西只有少许成功，而在奥廖尔更没有战果。
同时，为了保障南面的安全，国防军最高统帅部决定放弃了莫斯科附近勒热夫突出部，目的是拉直防线及增加兵力在乌克兰东部反击苏军，曼施坦因的反攻因调派了训练有素及配备了虎式坦克的武装党卫装甲军而变得强而有力，反攻在1943年2月20日从波尔塔瓦展开，及于3月份第三个星期收复哈尔科夫(参见哈尔科夫反击战)，后来因春季溶雪反攻停止，这导致在库尔斯克形成一个突出部及7月份库尔斯克战役爆发。