Мобильные передовые части армии Паулюса достигли Дона близ города Калач 28 июля, но из-за сильного сопротивления советских солдат 6-я армия форсировала Дон лишь 23 августа. Массированные атаки немецких пикировщиков в течение дня и ночи 24 августа привели к гибели многих мирных граждан, превратили деловые кварталы города в руины и вызвали пожары деревянных построек в старых прилегающих районах.
Тем временем 16-я танковая дивизия под командованием однорукого генерала Ганса Хубе обошла с запада от города русскую пехоту и женские группы противовоздушной обороны артиллерийского завода «Баррикады» и в 6.30 утра 24 августа 1942 года дошла до Волги возле деревни Рынок, в 10 милях севернее Сталинграда. Таким образом, была достигнута первоначальная цель: немецкая артиллерия могла угрожать судоходству на Волге.
27 августа Сталин назначил Георгия Жукова заместителем Верховного главнокомандующего Красной армии и направил его непосредственно защищать Сталинград.
В ужасную жару (два месяца не было дождей) немецкие войска при поддержке танков сокрушили баррикады, блокировавшие почти каждую улицу. Русские отвечали огнем из пулеметных гнезд, прямо из домов и из развалин. Пушки, спрятанные в руинах, вели стрельбу по продвигавшимся вперед немцам. Русские защищали превратившиеся в крепости комплексы — сталелитейный завод «Красный Октябрь», артиллерийский завод «Баррикады», торговый комплекс «Универмаг» и тракторный завод имени Дзержинского.
Вскоре силы немцев начали иссякать. Снабжение подступало медленно и в недостаточном количестве. Немцы слишком медленно двигались вперед, контратаки следовали одна за другой, потери были велики. Название «Сталинград» начинало оказывать гипнотический эффект и на русских, и на немцев — особенно на Гитлера, который настаивал на захвате всего города.
Недалеко от деревни Рынок 14-й моторизованный корпус попал почти под непрерывную атаку, так как русские пытались обойти этот северный выступ и прорвать позиции немцев. День за днем более сотни танков наряду с огромным количеством русской пехоты бросались на врага. Русское командование не обращало внимания на огромные потери. Единственное, что спасло немецкие войска, — это их артиллерия: орудия иногда расстреливали места сосредоточения русских, прежде чем те могли начать атаку.
Германцы научились не занимать склоны, выходящие непосредственно к противнику, поскольку их невозможно было защитить от русских танков. Вместо этого они удерживали противоположные склоны, скапливая свои танки в низинах сразу позади оборонительных позиций и выбивая оттуда вражеские танки, если они добирались до гребня склона над ними.
Генерал Густав фон Витерсхайм, командующий 14-м танковым корпусом, следил за тем, как сокращаются его части. Он предложил отвести 6-ю армию на западный берег реки Дон, на 45 миль дальше. Но в результате Гитлер устранил Витерсхайма, потому что тот оказался «слишком пессимистичным».
Как только немецкое наступление, и без того замедлившееся, в конце концов совсем остановилось, последовали радикальные перемены в руководстве вермахта. 11 сентября Гитлер снял с должности Листа, потому что его войска не смогли захватить весь Кавказ. Фюрер не назначил преемника и в свободное от верховного главнокомандования время лично руководил этой армейской группировкой.
Давнишний конфликт Гитлера и Гальдера достиг апогея. Гитлер стал упрекать Гальдера и весь генштаб, обозвав генералов трусами и обвинив их в недостаточной энергии. Когда Гальдер представил доказательства того, что Советский Союз сформировал новые армии общей численностью 1,5 миллиона человек к северу от Сталинграда и 0,5 миллиона на юге Кавказа, Гитлер набросился на него с пеной у рта и завопил, что он запрещает такую «идиотскую болтовню» в своем присутствии.
Гальдер, со своими манерами аккуратного школьного учителя, упрямо пытался объяснить фюреру, что произойдет, если новые резервные русские армии атакуют слишком растянутые фланги немцев, которые простирались от Сталинградского выступа и дальше. 24 сентября Гитлер отправил его в отставку.
Гитлер говорил, что его споры с Гальдером стоили ему половины всей нервной энергии. Армия, говорил фюрер, больше не нуждается в технической опытности. Нужно лишь «сияние национал-социалистской убежденности». Он не мог ожидать этого от германских офицеров старой школы.
Новым начальником генштаба был назначен генерал-лейтенант Курт Цейтцлер, специалист по танкам и человек действия. Вскоре Цейтцлер заметил признаки образования клики и возникновение интриг внутри штаба Гитлера, сделался чрезмерно осторожным и ничего не предпринимал, чтобы оспорить решение фюрера удерживать 6-ю армию в Сталинграде.
И все же фельдмаршал Манштейн писал: «Проницательный лидер с самого начала понял бы, что концентрировать все атакующие силы германской армии вокруг Сталинграда и в самом городе без адекватной защиты флангов означало поставить войска в смертельную опасность окружения сразу после того, как противник сумел бы прорваться через прилегающие фронты».