Начиная с 14 октября 6-я немецкая армия стала наращивать свои усилия по захвату Тракторного завода. На позиции 37-й, 39-й гвардейских и 95-й стрелковых дивизий обрушился град фугасных бомб и артиллерийских снарядов. Все вокруг пылало, люди сражались в облаках дыма и пыли. Видимость иногда не превышала десяти шагов. Но советские солдаты упорно держались, причем не ограничиваясь одной обороной: в отдельные дни происходило до восьми контратак. 18 октября после кровопролитных боев немцам все же удалось занять территорию Тракторного завода и выйти к Волге.
К середине ноября продвижение немецких войск на территории города было остановлено. 6-я армия Ф. Паулюса окончательно утратила инициативу и была вынуждена перейти к обороне.
Военное искусство Еременко вновь ярко проявилось при подготовке войск фронта к ноябрьскому контрнаступлению. Надо иметь в виду, что Донской и Юго-Западный фронты находились в более выгодном положении, чем Сталинградский, которому одновременно приходилось отражать постоянные атаки немцев в сражающемся городе. Как и всегда, Еременко постоянно выезжал в районы, из которых по плану предполагалось нанесение главных ударов, чтобы лично оценить обстановку. Фронтом была успешно проведена оперативная маскировка, все переброски войск проводились исключительно ночью, любые передвижения прикрывались авиацией и зенитными частями. Для дезориентации противника все дивизионные радиостанции до конца сосредоточения дивизий в новых районах оставались на прежних местах и продолжали работать. Категорически была запрещена любая переписка, связанная с подготовкой контрнаступления, все распоряжения передавались только устно и лишь непосредственно исполнителям.
В южной части Сталинграда, в поселке Татьянка, 10 ноября на командном пункте 57-й армии (командующий генерал-майор Ф. И. Толбухин) состоялось совещание, на котором присутствовал заместитель Верховного главнокомандующего Г. К. Жуков. На этом совещании был отработан и утвержден план взаимодействия фронтов. Предстоящая операция получила название «Уран». Ее план предусматривал окружение группировки врага, сражавшейся в Сталинграде, силами трех фронтов: с севера предстояло наступать войскам Донского и вновь созданного Юго-Западного фронтов. Глубина их операции намечалась в 120 километров. С юга удар наносил Сталинградский фронт, соединения которого до встречи с войсками, идущими с севера, должны были пройти около 100 километров. На всю операцию по окружению отводилось трое-четверо суток. Войскам Сталинградского фронта предписывалось перейти в наступление 20 ноября. В соответствии с планом Ставки его ударным группировкам предстояло нанести два удара: на правом фланге силами 57-й и 64-й армий и на левом фланге — 51-й армии.
Рано утром 20 ноября над позициями навис туман. В районе дефиле Сарпинских озер, в зарослях камыша стояли замаскированные, готовые к бою советские стрелковые и бронетанковые части. Впереди по линии Красноармейск — Тундутово поднималась гряда небольших высот, по гребню которых проходил передний край обороны противника. В 8.00 должна была начаться артиллерийская подготовка, но туман еще более сгустился, начал падать снег.
Перед выездом на передовой наблюдательный пункт 57-й армии Еременко запросили по ВЧ из Москвы: «Ставка беспокоится, начнете ли вы вовремя?» Он ответил, что все готово и наступление начнется точно в указанное время. Но оказалось, что выполнить свое обещание комфронта не может. И тогда командующий Еременко взял на себя смелость перенести начало артподготовки на один час, а затем еще на час. Наконец туман стал редеть. Андрей Иванович вспоминал: «Первыми заиграли «катюши», за ними начали свою шумную работу артиллерия и минометы. Трудно передать словами те чувства, которые испытываешь, вслушиваясь в многоголосый хор артиллерийской канонады, но главное в них — это гордость за мощь родной страны и вера в победу. Еще вчера мы, крепко стиснув зубы, говорили себе: «Ни шагу назад!», а сегодня Родина приказала нам идти вперед. Свершилось то, о чем так долго мечтали сталинградцы. Наступление! Казалось, нет ничего более отрадного для тех, кто познал горечь отхода и кровавый труд многих месяцев обороны».
Особое внимание Еременко уделил подвижным частям и соединениям, поскольку именно они должны были сыграть решающую роль в наступлении и в окружении группировки противника. Случилось так, что 4-й механизированный корпус задержался в районе Зеты. Командующий фронтом, почувствовав в этом неуверенность командира корпуса В. Т. Вольского[19], отправил ему утром 22 ноября самолетом записку, в которой подбодрил его и потребовал ускорить движение, чтобы не позднее 12 часов выйти на рубеж Советский — Карповка. Приказ Еременко был выполнен.