1 сентября правый фланг 6-й немецкой армии соединился с левым флангом 4-й танковой армии в районе Старый Рогачик. С этого времени главные силы Паулюса и Гота были нацелены в основном на центральную часть города, вдоль железных дорог Калач — Сталинград и Сталинград — Котельниково. Утром 3 сентября немцы повели наступление по всему фронту. К полудню на левом фланге 64-й армии противнику удалось переправиться через реку Червленую и прорвать оборону у поселков Цыбино и Нариман. На участке 62-й армии, преодолев советские позиции на реке Россошка, немцы вышли на линию разъезда Басаргино. Советские войска с тяжелыми боями отходили на последние позиции, к Сталинграду. Армии понесли большие потери, в некоторых дивизиях осталось всего по 500-1000 бойцов. 3-4 сентября командование фронта эвакуировалось на восточный берег Волги.
Таким образом, в начале сентября немецкие войска прорвали внутренний обвод города и захватил отдельные районы в северной его части. Противник продолжал упорно рваться к центру города, чтобы полностью перерезать реку Волгу — эту важнейшую коммуникацию СССР.
В это время советское командование спешно готовило новый контрудар, что ослабить давление противника на город. Для его организации из Москвы прибыл назначенный 26 августа на должность заместителя Верховного Главнокомандующего генерал армии Г. К. Жуков. В это время севернее города сосредоточивались три армии: 24-я армия генерал-майора Д. Т. Козлова, в составе пяти стрелковых дивизий и одной танковой бригады; 66-я армия под командованием генерал-лейтенанта Р. Я. Малиновского — шесть стрелковых дивизий и четыре танковые бригады; заканчивалась перегруппировка и укомплектование 1-й гвардейской армии К. С.Москаленко, теперь в ней имелось восемь стрелковых дивизий. В состав Сталинградского фронта включалась вновь созданная 16-я воздушная армия генерал-майора С. И. Руденко. Также к операции привлекались левофланговые части 4-й танковой армии. Основная задача операции: мощным фланговым ударом разгромить прорвавшуюся к Волге вражескую группировку, соединиться с войсками 62-й армии и восстановить общую с Юго-Восточным фронтом линию обороны.
К операции готовились в спешке, поэтому решили начать наступление силами только 1-й гвардейской армии, остальные армии могли атаковать не ранее 5 сентября. В результате готовящийся контрудар имел все недостатки прежних контратак Красной Армии. Так, приказ о передислокации в район Лозное генерал Москаленко получил только 30 августа. Боевую задачу до него довел лично Жуков 1 сентября, а начать наступление предписывалось с утра следующего дня. То есть не было времени на нормальную подготовку операции, разведку, организацию взаимодействия с другими соединениями, авиацией и т. д. Только отсутствие горючего заставило отложить начало операции на сутки. Москаленко передали потрепанные войска из расформированной группы генерала Коваленко, в том числе 4-й и 16-й танковые корпуса. Из бронетанковых соединений удалось укомплектовать лишь две полнокровные танковые бригады. Кроме того, в состав армии передали 7-й танковый корпус генерала Ротмистрова. Корпус совершил 200-километровый марш от станции Серебряково и сосредоточился северо-западнее Сталинграда 2 сентября, т. е. в бой фактически вводился с ходу, даже не зная, где находится противник, не говоря уж о его системе обороны. Понятно, что исход такого контрудара был очевиден. Немецкие войска умели парировать такие действия противника.
3 сентября 1-я гвардейская армия перешла в наступление. Она начала его без полноценной артиллерийской и авиационной подготовки и поддержки, не успев подтянуть все силы и средства. Немцы имели сведения о сосредоточении советских войск и направлении их удара. Паулюс хорошо видел свои слабые места и заблаговременно укрепил левый фланг, создавая здесь мощную огневую систему и эшелонированную оборону с опорными пунктами. Более того, перед самым началом советской операции немцы нанести артиллерийский удар по сосредоточившимся на рубежах атаки дивизиям, причинив им большой урон, а с переходом русских в наступление бросили против них авиацию. В результате советские дивизии продвинулись всего на несколько километров и были остановлены. На следующий день Москаленко ввёл в бой второй эшелон, но также без особого успеха. Снова эффективно действовала немецкая артиллерия и авиация.
Директивой от 3 сентября Ставка потребовала от Жукова решительных действий: «Положение со Сталинградом ухудшилось. Противник находится в трех верстах от Сталинграда. Сталинград могут взять сегодня или завтра, если Северная группа войска не окажет немедленной помощи. Потребуйте от командующих войсками, стоящих к северу и северо-западу от Сталинграда, немедленно ударить по противнику и прийти на помощь к сталинградцам... Промедление теперь равносильно преступлению».
5 сентября Жуков ввел в бой 24-ю и 66-ю армии — на правом и левом флангах гвардейской армии. Ситуация была схожей с гвардейской армией: войска вступали в сражение прямо с 50-километрового марша, разведка не выявила группировку и систему обороны противника, артиллерия не смогла провести полноценную подготовку и подавить вражескую огневую систему. Немецкая авиация днем в основном господствовала в небе, советская действовала чаще всего ночью. Поэтому прорвать вражескую оборону не удалось. Наши дивизии продвинулись на 2-4 км. Ещё 10 дней советские дивизии пытались прорвать оборону противника. Наши войска умылись кровью, но выполнить задачу не смогли. Потери были огромными. В частности, в 7-м танковом корпусе Ротмистрова в строю из 191 танка осталось всего 15 боевых машин, соединение пришлось вывести в тыл на пополнение.
Как отмечал Рокоссовский: «…войска в течение 12 суток упрямо, прямолинейно и неумело направлялись для ударов в лоб, вели бои в неизменной группировке». 12 сентября Жуков вынужден был доложить Сталину о провале операции: «…Соединение со сталинградцами не удалось осуществить потому, что мы оказались слабее противника в артиллерийском и авиационном отношении… Обстановка под Сталинградом заставила нас ввести в дело 24-ю и 66-ю армии 5.9, не ожидая их полного сосредоточения и подхода артиллерии усиления... Такое вступление в бой армий по частям и без средств усиления не дало нам возможности прорвать оборону противника и соединиться со сталинградцами…».
Между тем Паулюс не только отразил плохо организованный и подготовленный контрудар Красной Армии, но и начал штурм самого Сталинграда.
Продолжение следует.