元月30日，第14装甲军投降，次日，第51军也随之投降。就在这一天，鲍卢斯接到希特勒晋升他为元帅的命令。但他已同俄国人取得联系，同意投降。2月1日，当苏军指挥员出现在军团司令部时，鲍卢斯羞怯地退回自己的房间，他关上灯，躺在行军床上收听无线电广播。投降事宜则由他的参谋长施密特将军代办。鲍卢斯让施密特转告俄国人，他仅能代表他本人及其司令部投降，但不能代表他的集团军残部投降，因为同他们已经失去了联络。
第二次世界大战中流血最多的斯大林格勒会战就此结束，第6集团军22万官兵只剩下九万人活着走进俘虏的行列。他们行进在冰天雪地之中，衣不蔽体，食不果腹，估计这些人大半都死在草原上了。鲍卢斯被关进战俘营。他供认，德国攻击苏联是完全违背国际公法的。他也承认，他曾盲从了一个不讲信义的人，所以自己才会失败。1944年，他加入了德国军官反法西斯联盟，后加入“自由德国”民族委员会的“德国军官同盟”，公开反对希特勒及其指挥下的战争。
1946年，鲍卢斯奉召前往纽伦堡国际军事法庭作证。1952年从苏联的战俘营被释放后，鲍卢斯定居于东德的德雷斯顿，其间曾出任过东德内政部的顾问。
1957年2月1日，在被苏军俘虏14周年“纪念日”的当天，保卢斯因长期患病而去世。