Утром 21 ноября соединения 3-го гвардейского кавалерийского корпуса вышли к сильному узлу сопротивления на подступах к Дону – хутору Евлампиевскому, возле которого находился аэродром. Против кавалеристов были брошены пехота и танки, но они, спешившись и выдвинув артиллерию на прямую наводку, отразили все атаки врага. Затем, преследуя противника, один кавалерийский полк ворвался на аэродром и, уничтожив охрану, захватил большие трофеи, в том числе 18 самолетов.
Чтобы восстановить положение, а главное – предотвратить полный разгром румынских войск, германское командование ввело в сражение 14-ю немецкую танковую дивизию. Ее удар по наступавшим соединениям 21-й армии привел к ожесточенному встречному бою в районе Венцы. Все атаки врага были отражены, более того, полностью уничтожены два румынских пехотных полка, а немецкая танковая дивизия понесла большие потери.
Стрелковые соединения 21-й армии продолжали боевые действия по окружению распопинской группировки противника. Преследуя разбитые румынские и немецкие войска, армия частью сил развивала наступление в южном и юго-восточном направлениях. Разгромленные румынские войска в панике отступали. «Бросая все на своем пути, – вспоминал участник тех событий, – бегущие без оглядки войска увеличивали и без того огромную армию отступавших, создавая в целом картину, напоминающую отступление Наполеона». Генерал вермахта Ф. Меллентин также впоследствии писал: «Румыны бежали в панике, бросая орудия и даже винтовки».
Таким образом, в первые три дня наступления войска Юго-Западного и правого крыла Донского фронтов добились крупного оперативного успеха. Вражеская оборона северо-западнее Сталинграда была взломана на фронте до 120 километров, советские войска продвинулись на глубину 110—120 километров. При этом враг потерпел сокрушительное поражение. 3-я румынская армия была разгромлена. Два румынских корпуса в районе Распопинской попали в окружение. Главные силы ударной группировки Юго-Западного фронта вышли на подступы к Дону. Все попытки немецкого командования сорвать наступление советских войск в большой излучине Дона оказались тщетными. Стремительное развитие событий делало бесполезными все предпринимаемые им меры: резервы, вводимые в сражение по частям, попадали под удары превосходивших сил советских войск и терпели поражение.
В полосе Сталинградского фронта на рассвете 21 ноября 4-й механизированный корпус внезапным ударом захватил железнодорожную станцию Абганерово, а его передовой отряд овладел населенным пунктом Зеты. В результате этого, действуя на заходящем фланге ударной группировки фронта, корпус продвинулся на глубину до 40 километров.
Всю ночь на 21 ноября бригады 13-го танкового корпуса во взаимодействии со стрелковыми соединениями отражали яростный натиск противника, что не позволило танкистам выполнить поставленную задачу. Вместо запланированного на этот день наступления 30—40 километров корпус продвинулся всего-навсего на 10—15 километров.
4-й кавалерийский корпус генерала Т.Т. Шапкина 20 ноября ввести в прорыв засветло не удалось: все дороги на пути его выдвижения к рубежу ввода были забиты тылами наступавших войск. Он вошел в прорыв только в 22 часа вслед за 4-м механизированным корпусом. Перед конницей стояла задача отрезать врагу пути отхода на юг. В ночь на 21 ноября, сбивая его заслоны, кавалеристы совершили 65-километровый марш-маневр и на рассвете вышли к станице Абганерово. После короткого огневого налета артиллерии эскадроны в конном строю ворвались в село. В ходе непродолжительного боя румынский гарнизон был разгромлен.
Стрелковые соединения армий наступали вслед за подвижными группами, закрепляя достигнутый успех. Под ударами советских войск фронт противника трещал по всем швам. Для закрытия бреши командованию 4-й румынской армии пришлось ввести в сражение свой последний резерв – два полка 8-й кавалерийской дивизии. Но и это не могло спасти положения. Фронт рухнул, а остатки румынских войск обратились в бегство.
Таким образом, за первые два дня операции войска Сталинградского фронта прорвали оборону южнее Сталинграда, разгромили 6-й армейский корпус румын, остатки которого бежали к реке Аксай, и, продвинувшись почти на 60 километров в северо-западном направлении, глубоко охватили с юго-запада сталинградскую группировку противника. Благодаря глубоким рассекающим ударам первоначальное расстояние в 230 км, разделявшее войска Юго-Западного и Сталинградского фронтов, к исходу 21 ноября сократилось на отдельных участках до 60—80 километров.
На Юго-Западном фронте 1-й танковый корпус 22 ноября вышел в район Тузов, Лысов. 26-й танковый корпус получил задачу форсировать Дон и овладеть Калачом. По данным разведки, единственный в этом районе уцелевший мост находился именно у Калача. От его захвата в решающей степени зависело успешное завершение операции на окружение.