В распоряжение командующего 62-й армией была передана 13-я гвардейская стрелковая дивизия генерала А. И. Родимцева, располагавшаяся на левом берегу Волги. Дивизия получила задачу к 19 часам 14 сентября скрытно и в расчлененных порядках сосредоточиться в поселке Красная Слобода, а к 3 часам 15 сентября переправиться в центральную часть Сталинграда для борьбы с прорвавшимся противником. Переправа осуществлялась отдельными подразделениями (рота, батальон) средствами Волжской военной флотилии и понтонных батальонов под непрерывным артиллерийским огнем противника, под воздействием его авиации. Сразу же после высадки на правый берег переправившиеся подразделения получали боевые задачи и немедленно вступали в уличные бои.
Как только дивизия переправилась через Волгу, распоряжением начальника оперативной группы ГМЧ (гвардейских минометных частей. —
С 14 до 18 сентября уличные бои не прекращались ни в центральной, ни в южной частях города. 13-я гвардейская стрелковая дивизия приостановила распространение противника в районе южнее вокзала. Но центральная часть города к западу от железной дороги, после упорной борьбы за отдельные кварталы и здания, была оставлена советскими войсками. Противник захватил мост через реку Царица и продвинулся к северу до южных скатов оврага Крутой.
Особенно ожесточенные бои происходили 17 сентября за вокзал «Сталинград 1-й». Этот район оборонялся 1-м батальоном 42-го гвардейского стрелкового полка (13-й гвардейской стрелковой дивизии), усиленным ротой автоматчиков и ротой противотанковых ружей. Подтянув к вокзалу до двух рот автоматчиков и до 20 танков (предположительно 14-я танковая дивизия), немецкие войска перешли в атаку. Три раза противник бросался на штурм. За день вокзал четыре раза переходил из рук в руки; к исходу дня немцы были отброшены за железную дорогу. На подступах к вокзалу остались 8 сожженных и подбитых вражеских танков, а также до 100 трупов солдат и офицеров.
Не менее ожесточенная борьба в эти дни шла и на южном участке фронта. 14 сентября атаки немцев здесь были отражены. 15 сентября противник вновь повторил их и, перейдя в общее наступление силами четырех дивизий (94-й пехотной, 24, 14-й танковыми и 29-й моторизованной), к исходу дня овладел поселком Купоросное.
19 сентября после упорных уличных боев советские войска оставили пригород Минина, а германские части вышли к вокзалу «Сталинград 2-й». В связи с создавшейся угрозой окружения 42-я стрелковая бригада и крайне ослабленные части 244-й стрелковой дивизии были отведены в центральную часть города. Остатки 244-й стрелковой дивизии были влиты в состав 42-й стрелковой бригады.
17 сентября Ставка Верховного Главнокомандования усилила 62-ю армию 92-й стрелковой и 137-й танковой бригадами 2-го танкового корпуса. Последняя имела в своем составе 15 танков Т-60. Эти бригады получили от командующего армией задачу: 92-я стрелковая — уничтожить противника в районе железнодорожного моста на реке Царица, а 137-я танковая — сосредоточиться западнее высоты 102,0 (Мамаев Курган). На следующий день в состав армии была включена 95-я стрелковая дивизия, также направленная в район Мамаева Кургана.
К исходу 18 сентября на северном участке фронта армии от поселка Рынок до реки Мокрая Мечетка положение наших частей оставалось без изменений. Все атаки противника здесь были отражены. На центральном участке части 23-го танкового корпуса и 27-й танковой бригады (выдвинута из резерва командующего армией из района высоты 102,0), отбивая многочисленные вражеские атаки, обороняли опушки рощ, что западнее поселков Баррикады и Красный Октябрь. На южные опушки рощи, что за высотой 102,0, выдвинулись 95-я стрелковая дивизия и 39-й стрелковый полк 13-й гвардейской стрелковой дивизии, переправившиеся с левого берега Волги. Далее к югу располагались 385-й и 524-й полки 112-й стрелковой дивизии, оборонявшие северо-восточные кварталы города; центральную часть города до реки Царица обороняли 34-й и 42-й гвардейские полки 13-й гвардейской стрелковой дивизии, а также 42-я стрелковая бригада. Южнее части 92-й стрелковой бригады с влитыми в ее состав отдельными ослабленными подразделениями 10-й стрелковой бригады, 131-й стрелковой дивизии и 35-й гвардейской стрелковой дивизии обороняли кварталы города, лежащие между рекой Царица, железнодорожной линией, вокзалом «Сталинград 2-й» и Волгой.