Город был в дыму и огне; он, казалось, умирал. Но защитники продолжали сопротивляться. Не менее 75 000 жителей города оказывали поддержку 62-й армии, 3000 девушек и молодых женщин работали медсестрами и связистками. 12 сентября Ставка заменила командующего 62-й армией генерала Лопатина. Генерал Чуйков, который в качестве заместителя возглавлял 64-ю армию, теперь принял под свое командование и 62-ю армию, а вместе с ней и всю оборону города.
К северу от Сталинграда сражались армии генерал-лейтенанта Малиновского, генерал-майора Москаленко и генерал-майора Галанина. На юге удары наносили армии генерал-майоров Толбухина и Коломийца. Лозунгом для всех стал призыв:
Вот что заявил Чуйков в штабе русских войск в Ямах, после того как принял руководство войсками:
В то время как немецкая 24-я танковая дивизия 4 октября 1942 г. достигла пресловутого «скоросшивателя» и 5 октября после кровопролитного боя заняла его, командование Красной армии уже планировало освобождение города и уничтожение 6-й армии. С восточного берега Волги советские тяжелые батареи из всех калибров обстреливали город. Ракетные установки — знаменитые «сталинские орг'aны» — с шипением и воем обрушивали свои залпы на развалины и вновь поджигали их.
Все районы Сталинграда были охвачены огнем, и город превратился в 40-км полосу горящих руин.
Немецкие пикирующие бомбардировщики с ревом атаковали очаги сопротивления русских.
16 ноября немецкие дивизии предприняли последний штурм Сталинграда. В качестве усиления была использована 305-я пехотная дивизия.
Во время штурма немецкие войска по улицам и изрытым воронками заводским площадкам среди сугробов продвинулись на 100 м. Каждый захваченный метр стоил жизни десяткам солдат, а ночью эта узкая полоска вновь перешла к русским.
Утром 19 ноября в 500 км к северу от Сталинграда начался настоящий ад, который в конце концов привел к окружению 6-й армии.
Ударные группировки Юго-Западного фронта генерал-лейтенанта Ватутина и Донского фронта генерал-лейтенанта Рокоссовского утром 19 ноября 1942 г. перешли в решительное наступление.
Тем временем Сталинградский фронт в составе 66-й армии на севере, 62-й и 64-й армий в самом городе и 57-й армии с приданным ей 8-м мехкорпусом под Красноармейском, а также 51-й армии с приданным ей 4-м мехкорпусом достигли преимущества над противником в районе озер Цаца и Барманцак, в Калмыцкой степи.
Наступление советского Юго-Западного фронта опрокинуло румынские части. В первый же день боев советские войска продвинулись на 40 км на юг.
20 ноября после мощной артподготовки перешли в наступление ударные группы Сталинградского фронта генерал-полковника Еременко. Войска генерал-майора Толбухина и генерал-майора Труфанова прорвали немецкие оборонительные рубежи и создали для передовых боевых групп армии предпосылки для стремительного удара и окружения немецкой 6-й армии.
23 ноября танковая группа генерал-майора Вольского под пунктом Советский соединилась с передовыми частями Юго-Западного фронта. Части Сталинградского фронта, которые поддерживали войска, наносившие главный удар, достигли рубежа вдоль Дона и Курмоярского Аксая, под Уманцевом, и создали здесь внешнее кольцо окружения.
В результате боевых действий в Сталинградской области было окружено двадцать немецких и две румынские дивизии, а также несколько более мелких подразделений.
Узнав об этом, Гитлер в мюнхенской пивной сказал:
Каким ужасным образом сбылись эти пророческие слова!
С октября 1942 г. летчики 4-го воздушного флота докладывали генерал-оберсту фон Рихтгофену о замаскированных передвижениях частей Красной армии на северной излучине Дона. 14 ноября немецкие разведчики впервые сообщили о том, что русские саперы в районе Клетской станицы и к северу от нее наводят мосты через Дон. 19 ноября разведка доложила, что части Красной армии выступили в направлении Чира.
8-й авиакорпус генерал-лейтенанта Фибиха с КП в Обливской попытался остановить это наступление, но из-за плохих погодных условий удалось совершить лишь одиночные боевые вылеты. Только тогда, когда противник достиг района севернее и восточнее изгиба Чира, погода позволила совершать налеты с использованием «Штук» и бомбардировщиков.
Находившиеся в районе Калача фронтовые аэродромы немцев были захвачены противником. StG2 располагала здесь только одной группой. StG1 оберст-лейтенанта Хичхольда и StG2 майора Купфера смогли 20 ноября 1942 г. атаковать советские танковые подразделения, подошедшие к их аэродрому.