То утро было солнечным и безоблачным. Солнце, взошедшее из-за казахской степи, все ярче освещало прифронтовой город и его окрестности. В Сталинграде все начиналось как обычно. Во многих районах города поднимались клубы дыма от незатушенных пожаров, инженерные батальоны МПВО разгребали многочисленные завалы, по пыльным улицам набитые битком санитарные полуторки, объезжая кучи кирпичей и противотанковые препятствия, везли пострадавших в переполненные больницы и госпитали. Рабочие дневной смены спешили на работу, поскольку все предприятия, несмотря на бомбежки, продолжали работать. Неокрашенные танки Т-34 регулярно выезжали из цехов тракторного завода и, лязгая гусеницами, сразу отправлялись на фронт. В порту шла спешная погрузка эвакуируемого оборудования, в утренней дымке корабли и паромы неуклюже шныряли между левым и правым берегами. Толпы беженцев, ночевавших прямо на склонах берега, просыпались в ожидании погрузки на пароходы. На западе, где горизонт еще темнел, слышался отдаленный грохот артиллерийской канонады и гул бомбовых разрывов.
В этот день Рихтхофен наконец собрал в кулак всю свою мощь. И хотя его бомбардировочные и штурмовые эскадры с начала наступления изрядно поредели, в основном из-за нехватки запчастей для неисправных самолетов и их изношенных двигателей, они по-прежнему представляли собой внушительную силу, способную стереть с лица земли любую цель. Рано утром в Морозовской приземлились «Хейнкели» из штабного звена KG55, а также специализированная авиагруппа I./KG100 «Викинг», прибывшая из Крыма.
В 6.30 утра по московскому времени немецкие танки, ночью переправившиеся через Дон, на полной скорости ринулись через степь прямо к Волге. Ревя моторами и поднимая тучи пыли, бронированные машины мчались вперед, не обращая внимания на разбегающиеся тыловые подразделения Красной армии. До Сталинграда оставалось около 40 километров. «Юнкерсы» и «Хейнкели» нанесли очередные удары по советским укреплениям на подступах к городу. В полдень, когда августовская жара была в самом разгаре, люфтваффе совершили новый массированный налет на советские позиции. Танкисты генерала Хубе, катившие по безлюдной степи, не встречая сопротивления, высовывались из люков и видели тучи самолетов, летящих на восток. Черные тени покрыли степь, а воздух наполнился воем сирен.
В первой половине дня с раннего утра до обеда немецкие самолеты выполнили 1600 самолето-вылетов, сбросив на позиции советских войск вокруг Сталинграда 1000 тонн бомб.
Ну а в конце дня Фибиг и Рихтхофен совершили то, что последний назвал «второй большой атакой дня». Теперь мишенью стал непосредственно город Сталина. Тактика была типичной для командующего 4-м воздушным флотом. Рихтхофен отработал ее еще в Испании, затем улучшил в Польше, Франции и на Балканах, а потом довел до совершенства в операции «Барбаросса». Чтобы разрушить инженерную и транспортную инфраструктуру города, не допустить организованного сопротивления в кварталах и деморализовать отходящие советские войска, он решил задействовать в налете все имеющиеся в его распоряжении силы бомбардировочной и штурмовой авиации, бросив их на Сталинград непрерывно сменяемыми друг друга волнами.
Каждая эскадра и группа получила конкретный сектор, на который нужно было сбросить фугасные, зажигательные и осколочные бомбы. Крупные объекты (заводы, фабрики, вокзалы, большие здания) были поделены между эскадрильями, причем каждый штурман получил подробный аэрофотоснимок города. Основными целями налета были водозаборные станции на Волге, а также крупные промышленные объекты: тракторный завод им. Дзержинского, заводы «Красный Октябрь», «Баррикады» и фабрика «Лазурь», а также нефтехранилища на берегу Волги. Маршруты полета и эшелоны атаки также были определены индивидуально для каждой авиагруппы.
В 16.00 по московскому времени вся степь в районе Сталинграда наполнилась зловещим гулом авиационных моторов. В налете участвовали Не-111 из KG27 «Бёльке», III./KG4 «Генерал Вефер», I./KG100 «Викинг», I. и III./KG55 «Грайф»; Ju-88 из I. и III./KG51 «Эдельвейс» и KG76; Ju-87 из II./StGl, StG2 «Иммельманн» и I./StG77. Их сопровождала туча «Мессершмиттов» из I./JG53 «Пик Ас», JG3 «Удет» и III./JG52.
Зенитчица 748-го зенитно-артиллерийского полка Мария Матвеева вспоминала: