21 августа командование Юго-Восточным фронтом отдало распоряжение о приведении частей войск НКВД, находившихся в районе Сталинграда, в боевую готовность. На следующий день командир 10‑й дивизии получил приказ занять оборону на окраинах города. Полки дивизии прекратили службу войскового заграждения, начали выходить на рубежи по городскому оборонительному обводу «Г» [36]. 269‑й стрелковый полк приступил к подготовке района обороны на подступах к населенному пункту Городище, 272‑й стрелковый полк в составе двух батальонов, с приданными ротами автоматчиков, минометчиков и связи, артиллерийской батареей, получил задачу создать район обороны на рубеже: Опытная станция, выс. 146, 1. 271‑й стрелковый полк принял для обороны участок от В. Ельшанки до Купоросного. 282‑й стрелковый полк находился в резерве в районе Опытной станции. Дивизия поддерживалась с левого берега Волги 80‑м полком гвардейских минометов, 284‑м гаубичным артиллерийским, 416‑м истребительно-противотанковым, 85‑м артиллерийским РГК полками. Командование соединения по своей инициативе сформировало дивизионную батарею тяжелых (160 мм) минометов в составе 12 расчетов [37].
Ранним утром 23 августа противник начал интенсивную бомбардировку переднего края войск, занимающих оборону на рубеже: Вертячий, Песковатка. Одновременно ударам авиации подверглись линии войскового заграждения 2‑го и 3‑го батальонов 79‑го пограничного полка, оказавшихся в полосе наступления немцев.
После массированной огневой подготовки передовые части 14‑го танкового корпуса немцев перешли в наступление. Прорвав оборону войск 62‑й армии, противник узким клином по цепи высот между Доном и Волгой устремился на восток [38].
Едва улетели бомбардировщики, пограничники 2‑го и 3‑го батальонов заняли растянутые на широком фронте окопы, подготовленные на случай внезапного нападения десанта противника. Имея на вооружении лишь стрелковое оружие да стеклянные бутылки с горючей смесью, пограничники изготовились к бою. Однако лавина немецких танков с мотопехотой с ходу разорвала рубеж войскового заграждения, подразделения оказались в полуокружении, начали отходить: 2‑й батальон в Сталинград, 3‑й в сторону Дубовки.
11‑я и 13‑я заставы в трех километрах от Ерзовки были атакованы легкими немецкими танками с десантом на борту. Пограничники поспешно заняли оборону, встретили врага дружным ружейно-пулеметным огнем, сбили десант с брони, танки забросали гранатами и бутылками с горючей смесью. С потерями в живой силе и танках немцы отступили. Батальон через два дня вышел из окружения и был направлен для несения службы войскового заграждения на левый берег Волги [39].
Как начальник военного гарнизона в Сталинграде, командир 10‑й дивизии внутренних войск НКВД получил сообщение о стремительном продвижении противника к Волге севернее города в середине дня, когда враг был уже в районе ст. Котлубань. К тому времени дивизия, представлявшая собой основную боеспособную силу в Сталинграде, готовилась к обороне на западных и юго-западных подступах к городу. С этих направлений ожидалось наступление противника, он же приближался к северным окраинам.
В это же время командование 10‑й дивизии НКВД получило устный боевой приказ на оборону по рубежу (иск.) Орловка, Городище, Опытная станция, Верхняя Ельшанка, Купоросный, общей протяженностью 25 километров [40]. Северную окраину города на фронте Рынок — Орловка должна была оборонять 99‑я танковая бригада в составе 21‑го и 23‑го отдельных танковых батальонов (учебные, по 25 машин в каждом), а также сводный отряд морской пехоты волжской военной флотилии и истребительные батальоны города. Соответствующий план оборонs северных окраин города малыми силами не предполагал возможность наступления крупных сил противника именно с этого направления.
После получения информации о приближении противника к северным окраинам Сталинграда начальник военного гарнизона вызвал к себе командира 249‑го полка войск НКВД и приказал частью сил немедленно выдвинуться в направлении Орловки с задачей занять оборону по высотам 99,6, 135,4, западные скаты выс. 128, 0, остановить продвижение противника в направлении Сельскохозяйственной станции.
Во второй половине дня Сталинградский Городской комитет обороны принял решение создать Северный участок обороны Сталинграда и направить на рубеж р. Мокрая Мечетка истребительные батальоны, отряды рабочих заводов и народного ополчения [41].