Много объективных причин обусловили задержку уничтожения окруженной группировки, но, думается, главная заключалась в ошибке исходных расчетов. По разведданным фронтов и Генерального штаба, общая численность окруженных в Сталинграде войск оценивалась в 90 тыс. человек. На самом же деле вражеская группировка насчитывала более 300 тыс. солдат и офицеров. Преуменьшено было и количество боевой техники, особенно артиллерии и танков. Достаточно сказать, что не смогли учесть целую дивизию ПВО, саперные батальоны, части полевой жандармерии, тайной военной полиции. И конечно, такая масса хорошо организованных, вооруженных войск была уверена, что победит. Ведь в первое время Паулюс даже не думал о прорыве, а продолжал атаки на Сталинград.
2 декабря Ставка без каких-либо особых изменений утвердила план операции «Сатурн». Он предусматривал, нанесение двух ударов, сходящихся в общем направлений на Миллерово, Каменск-Шахтинский. Первый — с осетровского плацдарма — наносила 1-я гвардейская армия Юго-Западного фронта и 6-я армия Воронежского фронта. Второй — из Боковской — войска 3-й гвардейской армии Юго-Западного фронта. Ближайшая цель операции состояла в разгроме 8-й итальянской армии и немецкой оперативной группы «Холлидт». В дальнейшем — с выходом на Северский Донец и захватом переправ и станицы Лихая — создавалась благоприятная обстановка для последующего наступления на Ростов. Представителем Ставки при Юго-Западном фронте был назначен Н.Н. Воронов. Срок начала операции определялся 10 декабря. К этому времени предполагалось передать в распоряжение фронтов значительные пополнения, но уже первые сроки прибытия резервных частей срывались из-за отсутствия рокадных дорог и сильных морозов. Николай Федорович не вылезал из машины, не спал сутками, мотаясь вдоль фронта и по ближайшим тылам. Все силы были брошены на принятие пополнения, но уже стало окончательно понятно, что к назначенному сроку фронты к наступлению не будут готовы. Поняли это и в Ставке и перенесли операцию на 16 декабря. Как много будет впоследствии стоить эта вынужденная задержка! А войска все прибывали. Только Юго-Западный фронт получил к 12 декабря 5 стрелковых дивизий, 18, 24, 25-й танковые и 1-й гвардейский механизированный корпуса, 6 отдельных танковых и 16 артиллерийских и минометных полков. На Воронежский фронт прибыли 3 стрелковые дивизии, стрелковая бригада, 17-й танковый корпус, 7 артиллерийских и минометных полков.
Всю эту внушительную силу надо было не только принять, но и сосредоточить в указанных районах, наладить управление, взаимодействие, подготовить командный состав. На одной из рекогносцировок с командирами 7 декабря Николай Федорович получил радостное известие. Ему было присвоено звание генерал-полковник. Впоследствии работники штаба фронта вспоминали, что они радовались этому известию больше, чем сам командующий. Отметили событие накоротке, по-фронтовому. Николай Федорович поблагодарил сослуживцев и попросил немедленно продолжить работу. Ватутин спешил не без оснований.
Гитлеровское командование для деблокады группировки Паулюса, восстановления утраченного положения под Сталинградом и создания условий для отвода с Кавказа войск группы армий «А» сформировало специальную группу армий «Дон» во главе со старым знакомым Ватутина — генерал-фельдмаршалом Манштейном. В нее вошли оперативная группа «Холлидт», остатки 3-й румынской армии, армейская группа «Гот», в которую были сведены избежавшие окружения части 4-й танковой и 4-й румынской армий, а также войска, окруженные в районе Сталинграда. Кроме того, в состав группы срочно перебрасывались части с других участков Восточного фронта, из Франции и Германии. Поддерживало группу армий «Дон» около 500 самолетов 4-го воздушного флота.
Надо отдать должное Манштейну, он сумел в короткий срок создать мощную боеготовую группировку и предложил довольно смелую операцию. По его мнению, одновременно с деблокирующим контрударом 6-я армия должна была нанести встречный удар и через образовавшийся коридор выйти из окружения. Однако его предложение не было принято в ставке Гитлера, да и сам Паулюс отказался от встречного удара, все еще надеясь сломить сопротивление защитников Сталинграда.