Гитлеровское командование направляло под Сталинград новые соединения и производило перегруппировку войск. 25 сентября в 6-ю армию были переданы из 4-й танковой армии левофланговые 24-я танковая и 64-я пехотная дивизии. В район западнее Орловки были переброшены только что упомянутая 24-я танковая и снятая с северного участка 389-я пехотная дивизии. В центре Сталинграда была перегруппирована из района севернее Городище 295-я пехотная дивизия. Перегруппировка войск противника проводилась с таким расчетом, чтобы основные их усилия направить для действий против центра и северной части Сталинграда.
Немецко-фашистские дивизии, неся в боях огромные потери, не могли с одинаковым напряжением вести наступление на всем фронте. Поэтому борьба за северную, заводскую часть города с большей интенсивностью и ожесточением началась лишь с конца сентября, после того как противник вынужден был перейти к обороне на ряде участков, где он прежде проявлял особую активность. С 27 сентября по 4 октября происходили ожесточенные бои на северных окраинах города за рабочие поселки Красный Октябрь и Баррикады. Одновременно враг вел наступление в. районе Мамаева кургана (центр города) и на крайний правый фланг 62-й армии в районе Орловки.
Осуществив перегруппировку сил, противник собирался 27 сентября развернуть наступление на пос. Красный Октябрь. Здесь должна была атаковать 71-я пехотная дивизия, одна из лучших в вермахте{94}. Высокой боевой репутацией пользовался и ее командир генерал-лейтенант фон Гартман. Эта дивизия готовила удар с запада, из района юго-восточнее разъезда Разгуляевка. 100-я егерская (легкопехотная) дивизия под командованием генерал-лейтенанта Занне получила задачу наступать на Мамаев курган и пробиться здесь к Волге.
Намерения командования немецкой 6-й армии были своевременно выявлены советской разведкой. Для срыва наступления противника на этих направлениях по Юго-Восточному фронту были намечены контрмеры. 62-й армии было приказано силами 23-го танкового корпуса, 95-й и 284-й стрелковых дивизий очистить от противника центральную часть города, 64-я армия получила задачу ударом с юга войсками 36-й гвардейской стрелковой дивизии овладеть районом Купоросное.
В соответствии с указанием штаба фронта командующий 62-й армией 26 сентября в 19 час. 40 мин. отдал приказ 23-му танковому корпусу своим левым флангом наступать в направлении высоты 112,0, ул. Ржевская, а в последующем овладеть районом кладбища, что южнее ул. Ржевская;
дивизии Горишного наступать в направлении городской сад, ул. Чапаевская и Донецкая. Ближайшая задача - овладеть южным отрогом оврага Долгий;
дивизии Батюка наступать своим правым флангом в направлении ул. Хоперская, вокзал. Ближайшая задача - овладеть рубежом овраг Крутой;
13-й гвардейской стрелковой дивизии вести бои по уничтожению противника в центральной части города. Ближайшая задача - овладеть районом пристани (центральная переправа), последующая - очистить район до железной дороги;
начальнику артиллерии армии предлагалось всю армейскую артиллерию и полки PC использовать для поддержки наступления 95-й стрелковой дивизии{95}.
Рано утром, точно в соответствии с приказом, войска 62-й армии начали наступление. Однако противник оказал ожесточенное сопротивление, и к 8 часам утра атаки были прекращены без какого-либо успеха. Через 2,5 часа после этого перешла в наступление 100-я егерская дивизия немцев. Несмотря на то что действия этой дивизии были подкреплены танками и артиллерией и имели сильную авиационную поддержку, атака гитлеровцев была сорвана. Артиллерия 62-й армии произвела короткий, но сильный огневой налет по скоплениям войск противника, когда они находились еще в исходном положении. На участке шириной 1 км вели огонь более 150 орудий и 3 полка PC ("катюш"). Противник понес большие потери, особенно два полка 100-й дивизии егерей, находившихся в первом эшелоне. Используя этот артналет, 95-я стрелковая дивизия стремительной атакой очистила от врага западные и южные скаты Мамаева кургана.
И все же итоги этого трудного ратного дня сложились не в пользу защитников города. Немецко-фашистские самолеты непрерывно бомбили и штурмовали боевые порядки соединений 62-й армии от переднего края до Волги. Вершина Мамаева кургана вся была разворочена бомбами и снарядами. Командование немецкой 6-й армии, убедившись, что атакующих сил недостаточно, бросило в наступление, кроме 100-й егерской, 295-ю пехотную и 24-ю танковую дивизии{96}. До 150 танков противника наступало из районов Городище и Разгуляевка. Несмотря на значительные потери, они преодолели минные поля и боевые порядки передовых подразделений советских войск. Вслед за танками волнами продвигалась немецкая пехота. К 14 часам противник прорвался на западную окраину нос. Красный Октябрь до Банного оврага и в юго-западную часть пос. Баррикады. Здесь разгорелись уличные бои. На отдельных участках гитлеровцы продвинулись на 2-3 км на восток. К вечеру этого же дня 95-я стрелковая дивизия была оттеснена с западных и южных склонов Мамаева кургана.