Во исполнение директивы Верховного главнокомандующего войска левого фланга Донского фронта (Сталинградский фронт директивой Ставки от 28 сентября был переименован в Донской фронт, а Юго-Восточный в Сталинградский фронт) в течение сентября провели две крупные наступательные операции от 5 и 18 сентября 1942 года. Их целью ставилось: ликвидация образованного немцами коридора, уничтожение прорвавшейся к Волге вражеской группировки и соединение с войсками 62-й армии. В состав Донского фронта вошли силы, которые были отрезаны немцами от Сталинграда (21, 24, 61, 63-я и 1-я гвардейская армия). Командующим Донским фронтом был 60 назначен генерал-лейтенант К. К. Рокоссовский. В состав Сталинградского фронта вошли 28, 51, 57, 62, 64-я армии.
Несмотря на то что войскам Донского фронта не удалось выполнить полностью поставленной перед ними задачи, они своими непрерывными наступательными действиями заставили немецкое командование значительно ослабить нажим на Сталинград, оттянув на себя восемь пехотных, две танковые и две моторизованные немецкие дивизии. Кроме того, правофланговые армии Донского фронта (63-я и 21-я) активными действиями продолжали сковывать семь итальянских и одну венгерскую пехотные дивизии. В результате в решительный момент немецкое командование было вынуждено повернуть значительную часть войск в северном направлении для обеспечения левого фланга своей основной группировки. Это позволило 62-й армии остановить наступление немцев у стен Сталинграда, на внутреннем оборонительном обводе. Ожесточенные бои за этот обвод шли до 14 сентября. Хотя противник был вынужден значительную часть сил оттянуть к северу от Сталинграда, перед фронтом 62-й армии немцы все же имели явное превосходство в силах.
В период боев непосредственно за город 62-я армия состояла из соединений, уже в значительной мере ослабленных. Боевой состав их не превышал 40 тысяч человек. Им противостояло до двенадцати немецких дивизий, в том числе три танковые и одна моторизованная общей численностью свыше 100 тысяч человек. Общее количество артиллерии, включая и фронтовую, поддерживавшую 62-ю армию, достигало 723 орудий. Противник перед фронтом 62-й армии имел 1435 орудий, то есть двойное превосходство.
Упорство сопротивления войск 62-й армии нарастало, а темп продвижения противника, несмотря на безусловное превосходство в силах, снизился и измерялся сотнями метров в день, причем и это незначительное продвижение достигалось ценой громадных потерь: только за первые десять дней сентября немецкие войска потеряли в боях с 62-й армией свыше 24 тысяч человек, 185 орудий и около двухсот танков и самоходных орудий.
Тем не менее в результате упорных боев немцам удалось к 12 сентября оттеснить части Красной Армии к окраинам города. Начался период ожесточенных уличных боев — последний этап оборонительного сражения под Сталинградом.
В ходе начального периода борьбы за Сталинград советским войскам удалось осуществить организованное сопротивление немецким войскам только с августа 1942 года, до этого ведение боев отличалось отсутствием централизованного и согласованного управления, отсутствием единого замысла, в частях было нарушено управление, ввод в бой осуществлялся с марша, командирами не проводилась рекогносцировка местности. Особенно удручающее положение наблюдалось во взаимодействии танковых частей и пехоты, поддержки танков со стороны артиллерии и авиации (имели место неоднократные случаи нанесения ударов по своим войскам). Пехотные командиры не умели использовать силу танков, распыляли их по фронту, вместо того чтобы создавать ударные группировки. К большим потерям танков вела и умело созданная противотанковая оборона немецких войск, которая включала в себя высокую насыщенность ПТО в передовых порядках наступающих войск, создание огневых мешков и т. д.
Боевой состав танковых войск Юго-Восточного фронта* на 11 сентября 1942 года[7]
| Армия | ТК | Тбр* | Исправных | Не на ходу | ||||||
| KB | Т-34 | Т-70 | Т-60 | KB | Т-34 | Т-70 | Т-60 | |||
| 62-я | 23 | 6 | — | 18 | — | — | — | 6 | — | — |
| 6 гв. | — | 15 | 4 | — | — | 3 | — | 3 | ||
| 27 | — | 3 | 1 | 1 | — | 9 | 7 | 7 | ||
| 189 | — | 8 | 6 | — | — | 5 | 2 | 2 | ||
| Всего по ТК | — | 44 | 11 | 1 | — | 23 | — | 12 | ||
| 64-я | 13 | 13 | — | 3 | 2 | 1 | — | — | — | 2 |
| 56 | — | 1 | 4 | — | — | 3 | — | 7 | ||
| Всего по ТК | — | 4 | 6 | — | — | 3 | — | 9 | ||
| 133 | 14 | — | — | — | 8 | — | — | — | ||
| Всего за фронт | 14 | 48 | 17 | 1 | 8 | 26 | 9 | 21 |
* 39-я танковая бригада 13-го танкового корпуса находилась на переформировании, 137-я танковая бригада имела 15 Т-60, 99-я танковая бригада танков не имела.
Борьба за город(13 сентября — 18 ноября 1942 года)
С 13 сентября по 19 ноября, то есть более двух месяцев, шла ожесточенная борьба на непосредственных подступах к Сталинграду и внутри города. Непрерывные бои велись на всем фронте 62-й армии. Однако напряженность их на разных участках фронта была различной. В ходе борьбы за город можно установить следующие основные этапы:
1) бои в центральной и южной частях города (13–26 сентября);
2) бои за рабочие поселки и бои орловской группы (27 сентября — 8 октября);
3) бои за заводы и бои северной группы (4 октября — 19 ноября).
Оборона Сталинграда 12 сентября была возложена на 62-ю армию. Командующим 62-й армией был назначен генерал-лейтенант Чуйков. Линия фронта проходила в удалении от 2 до 10 км от окраин города. На севере группа советских войск в районе селения Орловка глубоко вклинивалась в расположение противника, сдерживая натиск до четырех германских дивизий (16-я танковая, 60-я моторизованная, 389-я пехотная и 100-я егерская дивизии). На всем протяжении от Рынка до Купоросной (до 50 км) фронт был непрерывным, фланги советских частей тесно примыкали один к другому. Однако строительство укреплений не было закончено. 13 сентября в постановлении Военного Совета 62-й армии отмечалось, что оборонительные работы в городе выполнены всего лишь на 25 %.
64-я армия оборонялась на рубеже Купоросное, Ивановка протяженностью около 25 км.
13 сентября немцы сосредоточили на непосредственных подступах к Сталинграду шесть пехотных (71, 76, 94, 100, 295-я и 389-я), три танковые (14, 16-я и 24-я) и две моторизованные дивизии (29-я и 60-я).
Соотношение сил советских и немецких войск в районе Сталинграда на 13 сентября 1942 года[8]
| Силы и средства | Советские войска | Немецкие войска | ||||
| В районе битвы | В районе Сталинграда | 62-я армия | В районе битвы | В районе Сталинграда | Против 62-й армии | |
| Люди | 590 000 | 90 000 | 54 000 | 590 000 | 170 000 | 100 000 |
| Орудия и минометы | 7000 | 1000 | 625 | 10 000 | 1700 | 500 |
| Танки | 600 | 144 (в том числе не на ходу) | 100 (в том числе не на ходу) | 1000 | 500 | 500 |
| Самолеты | 389 | 389 | — | 1000 | 1000 | — |
Бои в центральной и южной частях города(13–26 сентября 1942 года)
На центральном и южном участках обороны войска 62-й армии к 13 сентября 1942 года занимали рубеж МТС (1 км северо-восточнее разъезда Разгуляевка), высота с отметкой 153,7, МТС (2 км северо-восточнее станции Садовая), пригороды Минина, Ельшанка, Купоросное. Часть этого рубежа, лежащего к северу от реки Царица (центральный участок фронта армии), занимал 23-й танковый корпус в составе 6-й гвардейской танковой бригады (15 Т-34, 4 Т-70 на 11 сентября 1942 года), 6-й танковой бригады (18 Т-34 на 11 сентября 1942 года), 38-й мотострелковой бригады, а также оперативно подчиненных корпусу сводного батальона 112-й стрелковой дивизии и 42-й стрелковой дивизии. В глубине, по линии отметки 144,3 курган + 0,8, готовились к обороне основные части 112-й стрелковой дивизии.
На южном участке фронта армии от реки Царица до поселка Купоросное находились 244-я стрелковая дивизия, 10-я стрелковая бригада, 271-й полк 10-й дивизии НКВД, 35-я гвардейская стрелковая дивизия. Пехоту поддерживали 133-я и 26-я танковые бригады. В течение сентября 1942 года они действовали в Сталинграде как самостоятельные соединения. 133-я танковая бригада была укомплектована танками KB (23 KB на 31 августа 1942 года) и действовала в городе отдельными группами. Так, 10–15 сентября 1942 года 6 танков KB во главе с начальником штаба бригады действовали в районе Элеватора, а 11 танков KB под командой одного из комбатов действовали в центре города. Через несколько дней 4 оставшихся танка KB были приданы 13-й гвардейской стрелковой дивизии.
26-я танковая бригада, ранее входившая в состав 2-го танкового корпуса, имела в своем составе много неходовых танков (предположительно до 18 Т-34), которые были зарыты в землю и использовались в качестве неподвижных огневых точек в районе станции Садовая.