5 сентября Жуков ввел в бой 24-ю и 66-ю армии — справа и слева от 1-й гвардейской. Цель: мощным фланговым ударом разгромить продвинувшуюся к Волге вражескую группировку, соединиться с войсками 62-й армии и восстановить общую с Юго–Восточным фронтом линию обороны. Выполнить эти задачи не удалось. Войска вступали в сражение прямо с 50-километрового марша, разведка не выявила группировку и огневую систему противника, артиллерия не смогла ее подавить, поэтому сбить немцев с позиций не получилось. Например, командир 221-й стрелковой дивизии не только не имел информации о местонахождении и силах противника, но даже не знал, к какой армии относится его дивизия.
За день советские части продвинулись всего лишь на 2–4 км, 24-я армия вернулась на исходные позиции. Германская авиация господствовала в воздухе днем, советская работала в основном по ночам. Еще десять дней четыре советские армии топтались на месте, обильно орошая землю кровью своих солдат. Потери были огромны, результаты — мизерны. Так, в 7-м танковом корпусе Ротмистрова в строю осталось 15 боевых машин; корпус пришлось вывести в тыл на доукомплектование.
Ушлые немецкие генералы применили еще вот какую «хитрость» — они непрерывно вели разведку, точно прогнозировали направление и силу жуковских ударов, принимали адекватные меры: «Так как немецко-фашистскому командованию… стали известны силы атакующих и места нанесения ударов, то на соответствующих направлениях оно заблаговременно создало опорные пункты
. Туда же были нацелены действия всей вражеской авиации, подтянуты резервы пехоты, танков, артиллерии, минометов». Вот так, генералу Москаленко дали всего три дня на перегруппировку армии и подготовку к наступлению, а противник уже «заблаговременно создал опорные пункты».Как отмечал маршал Рокоссовский: «В последующие дни в наступавших армиях были уплотнены боевые порядки дивизий первого эшелона, сужены полосы наступления, произведено с помощью топографов ориентирование на местности и организовано взаимодействие и управление. Однако командующий фронтом и командующие армиями, видоизменяя задачи, направления ударов и состав соединений, наступательные действия проводили по прежней схеме. В результате войска в течение 12 суток упрямо, прямолинейно и неумело направлялись для ударов в лоб, вели бои в неизменной группировке
». Германская пехота оборонялась умело, используя особенности местности, свои и советские оборонительные сооружения, средства заграждения и подбитые танки в качестве бронированных огневых точек.12 сентября «непобедимый» Жуков доложил Сталину, что ничего у него не вышло:
Особый отдел Сталинградского фронта в этот день тоже отправил в столицу свое донесение. В нем сообщалось: