Потери люфтваффе составили 2 самолета. Был сбит Ju-88A-4 из St.III/KG51 (пилот обер-лейтенант Ханс Рихтер). Весь экипаж погиб. Также был сбит штурмовик Bf-109E-7 W.Nr. 5332 лейтенанта Курта Лечманна из 3./Schl.G1. Пилот погиб.
В ночь на 18 сентября советские бомбардировщики совершили весьма удачный налет на штаб 6-й армии в Голубинской. В результат погибло 2 человека, еще несколько получили ранения и был поврежден штабной автотранспорт. Сам Паулюс не пострадал. После этого инцидента для противовоздушной обороны штаба армии была выделена дополнительная зенитная рота 614-го зенитного полка (2./Fla.614).
8-я ВА усилила свою активность. Летчики выполнили в течение суток 431 вылет, в основном на атаку наземных целей. Полки отчитались о 23 уничтоженных и поврежденных танках и 41 автомашине. Собственные потери составили 4 самолета. А вот 102-я ИАД ПВО, понесшая серьезные потери, боевых вылетов не проводила вовсе.
В самом Сталинграде сражения тем временем принимали все более драматичный оборот. Доставив в город значительные подкрепления, Чуйков сумел не только укрепить оборону на растянутом фронте, извивавшемся вдоль обширного предполья, городских окраин, улиц, оврагов и многочисленных промзон, но и организовать сразу несколько контрударов.
К середине дня 16 сентября 62-я армия сумела отбить часть высоты 102,2 (Мамаев курган), а также вокзал. На следующий день немцам удалось прорваться на улицы Саратовская, Коммунистическая, Артемовская, Республиканская и снова захватить здание вокзала. Затем этот важный опорный пункт несколько раз переходил из рук в руки. Штаб 6-й армии вынужден был констатировать, что 51-й армейский корпус не только не провел зачистку центральной части города, но и потерял часть захваченных зданий, а уровень его боеспособности, который и до этого наступления был весьма ограниченным, значительно «истощился». За три дня боев потери трех его пехотных дивизий составили около 1500 человек убитыми и ранеными.
Аналогично шли дела в южном секторе, который обороняли остатки двух стрелковых дивизий, одной стрелковой и одной танковой бригад (с тремя танками КВ-1). Вечером 16 сентября бойцы сводного батальона 10-й отдельной стрелковой бригады (набранной из моряков) предприняли внезапную атаку на элеватор, сумели перебить небольшой немецкий гарнизон и заняли это огромное здание, господствовавшее над всей окружающей местностью.
На следующий день командир 48-го танкового корпуса генерал Кемпф приказал немедленно отбить бетонный колосс обратно. Штурмовые группы 94-й пехотной дивизии сумели ворваться на первый этаж, но там их встретил сильный огонь со второго этажа и лестниц, заваленных баррикадами. После того как атака провалилась, в 15.05 Кемпф лично позвонил Рихтхофену и попросил его сбросить на элеватор бомбы особой мощности. Тот воспринял просьбу со свойственным ему воодушевлением и страстью к разрушениям, дал согласие и попросил отвести собственные войска на безопасное расстояние. В 17.00 (по берлинскому времени) в небе появилось несколько «Штук» из StG2, которые поочередно сбросили на элеватор бомбы SC1000. Однако мощные взрывы, к удивлению наблюдавших с безопасного расстояния солдат, не привели к каким-либо серьезным разрушениям. Не дал эффекта и продолжительный обстрел элеватора из 88-мм зенитных орудий и 105-мм гаубиц.
Ну а штурм в итоге был сорван внезапной атакой моряков из 92-й отдельной стрелковой бригады, которые пошли в атаку на вокзал Сталинград-2 и другие опорные пункты Ворошиловского района. Отдельным группам бойцов удалось даже прорваться к элеватору и укрепить его гарнизон. В итоге вместо решительного штурма немцам пришлось снова отвоевывать с боем каждый квартал. Командир 29-й моторизованной дивизии заявил, что его подразделения после бесконечных атак и контратак противника больше не в состоянии наступать. С самой «моторизацией» тоже было худо, после боев в городе в дивизии осталось всего 8 исправных танков, в том числе 5 Pz.III и 3 Pz. II. Потери советских войск, как обычно, были гораздо большими. Например, 36-я гвардейская стрелковая дивизия, которая вела ожесточенные бои на южной окраине Сталинграда, за четыре дня с 15 по 18 сентября потеряла 1500 человек, в том числе 553 убитыми и пропавшими без вести.
Переправа через Волгу, несмотря на постоянные артобстрелы и бомбежки, продолжала функционировать, поэтому на смену разбитым частям в город постоянно прибывали новые. Так, в ночь на 17 сентября тральщики Волжской военной флотилии доставили на западный берег 1054 бойца, а обратными рейсами вывезли из города почти 400 раненых. В следующую ночь, несмотря на сильный обстрел с берега, в Сталинград удалось переправить упомянутую 92-ю стрелковую бригаду морской пехоты и 137-ю танковую бригаду. Последняя имела 9 танков и заняла оборону в районе Мамаева кургана. В ночь на 19 сентября в город удалось переправить большую часть 95-й стрелковой дивизии. В ночь на 21 сентября на плацдарм переправились две батареи 57-го артполка и один полк из состава только что прибывшей 284-й стрелковой дивизии. Последняя была полностью разбита под Воронежем, затем отведена в тыл – в Красноуфимск, где пополнена довольно разношерстным, но кадровым личным составом из НКВД, офицерских школ, моряков Тихоокеанского флота и даже наземного персонала ВВС. Фактически это было элитное подразделение. Именно в составе этой дивизии в Сталинград переправился в то время никому не известный 27-летний главстаршина Тихоокеанского флота Василий Зайцев.
Тем временем люфтваффе вели нещадную охоту на советские корабли и суда в районе Сталинграда и на подходах к нему. Кроме того, по ним постоянно вела огонь немецкая артиллерия, которая била по целям как прямой наводкой, так и при помощи артнаблюдателей, находившихся на верхних этажах зданий, а также самолетов-корректировщиков. Так, 12 сентября газоход Г-60 был потоплен артогнем в Воложке Куропатка. На следующий день германские артиллеристы потопили буксир «Траулер», газоходы 1-КП, Г-71, речной пассажирский трамвай «Тринадцатый». 14 сентября буксирный пароход «Айтодор» был потоплен авиацией у Капустина Яра, на следующий день газоходы Г-16 и Г-99 были уничтожены в Воложке Куропатка, первый – артогнем, второй – авиацией. 17 сентября в результате артобстрела в районе города потонул буксирный пароход «15 лет ВЛКСМ». На следующий день буксирный пароход «Пожарский» тоже был потоплен артогнем на Акшинском перекате. 20 сентября речной железнодорожный паром (длина 95 м, ширина 20 м) «Сталин» затонул в результате прямых попаданий снарядов в Щадринском затоне.
20 сентября буксирный пароход «Стахановец» был потоплен артогнем на Акшинском перекате, а буксир «Курзух» был уничтожен в результате налета Ju-87 возле Красной Слободы. Кроме того, еще один железнодорожный паром «Переправа Вторая» (аналогичный «Сталину») был потоплен в Щадринском затоне. 22 сентября пассажирский катер «Лейтенант Здоровцев», уклоняясь от атаки немецкого самолета, сел на мель у острова Голодный, после чего вскоре был разбит артиллерийским огнем. 24 сентября в Сталинграде в результате авиаудара был уничтожен буксирный пароход «Наблюдатель». 27 сентября на Краснооктябрьской переправе в результате артобстрела погиб речной пассажирский трамвай «Четвертый». 29 сентября в результате налета авиации на Краснослободский затоне были потоплены служебный спасательный пароход «Гаситель», газоходы Г-10, Г-46 и Г-109.
Люфтваффе также продолжали и регулярно минировать реку на подходах к Сталинграду, и советские суда несли потери. Например, днем 19 сентября в районе Бусомичева Яра подорвался на мине и быстро затонул буксир, вследствие чего фарватер реки был на время закрыт. 24 сентября на Старицком перекате подорвался на мине тральщик РТЩ-121, погибло 7 человек. 25 сентября в фарватере напротив Светлого Яра пошел ко дну после донного взрыва катер «Судостроитель». Весь его экипаж погиб. Минирование в основном выполняла специализированная I./KG100 «Викинг», которая тоже не обошлась без потерь. 23 сентября в ходе ночного вылета на сброс мин в фарватер Волги был подбит Не-111-6 W.Nr. 4624 «6N+BH» из 3-й эскадрильи. Экипаж (пилот лейтенант Матиас Роденбуш, штурман обер-ефрейтор Вилли Майстер, бортрадист унтер-офицер Манфред Ахнерт и бортстрелок ефрейтор Руперт Кёберле) доложил о том, что покидает машину с парашютами в районе Иловлинской. Несмотря на то что линия фронта находилась совсем рядом, никто из них к своим так и не вышел, и с тех пор о дальнейшей судьбе летчиков ничего не известно.
Но полностью парализовать речные перевозки немцам не удавалось. Да и невозможно было это сделать, учитывая, что в районе Сталинграда на реке было множество островов, проток, заливов и затонов, а сама Волга в этом месте дублировалась Ахтубой, также имевшей многочисленные ответвления и протоки.
В конце месяца на западный берег была переправлена 39-я гвардейская стрелковая дивизия, а 37-я ГСД и 308-я СД сосредотачивались в лесах на восточном берегу и ожидали своей очереди. Кроме того, только за 30 сентября на позиции в Сталинграде было отправлено 8 маршевых рот, которые, несмотря на обстрелы с берега, успешно пересекли реку и заняли места разбитых и поредевших подразделений.
«Налеты люфтваффе не привели к ожидаемому снижению боевого духа русских»
18 сентября Хрюкин получил от Еременко приказ в полдень следующего дня нанести два мощных удара всеми имеющимися машинами по районам Александровка, Гумрак, Яблоновка, Воропоново и Верхняя Елыпанка. Однако по-настоящему мощных воздушных атак снова не вышло, по сути, имели место лишь разрозненные налеты штурмовиков и бомбардировщиков. Также 10 Пе-2 из 284-го БАП совершили налет на аэродром Тузов, где, по советским данным, было уничтожено 2 самолета. Рейд прошел относительно удачно, был сбит только один самолет с заводским № 2701. Всего же было выполнено 432 вылета, по результатам которых летчики доложили о 14 уничтоженных и поврежденных танках и 25 автомашинах.
После налетов 62-я армия перешла в наступление сразу на нескольких участках, нанося главный удар из района Мамаева кургана в юго-западном направлении, но не достигла серьезных успехов. Сама вершина этого огромного холма осталась за немцами. В центральной части города солдаты поредевшей 13-й гвардейской стрелковой дивизии сумели захватить половину здания Госбанка. Еременко и Хрущев, переправившись на западный берег на бронекатере, руководили наступлением из штаба Сталинградского фронта.