Для защиты этого направления было принято решение выдвинуть 13-й танковый корпус и две стрелковые дивизии со штабом 57-й армии. Танковые армии Москаленко и Крюченкина получили приказ нанести мощный контрудар в общем направлении на Верхнебузиновку, разгромить левое крыло армии Паулюса и отбросить его за Чир.
Однако 25 июля, при поддержке всего 4-го воздушного флота, немцы начали генеральное наступление. Пехота 6-й армии форсировала Дон по обе стороны от Вертячего, 4-й армейский корпус генерала Шведлера наладил переправу у Нижнечирской. В течение суток на плацдармы были переброшены значительные силы, а 27 июля в прорыв ринулись танковые корпуса. Неорганизованные контратаки советских танковых армий были отбиты с большими для них потерями. Все эти корпуса, бригады, дивизии, формально объединенные в армии, были разбросаны на значительном пространстве, не имели связи между собой, не были готовы к слаженным боевым действиям. У новоиспеченных командармов не было времени даже познакомиться с войсками, не говоря об отработке взаимодействия и управления. Механики-водители танков имели по 3–5 часов вождения, а сами танки, собираемые в спешке и с нарушением технологии, ломались еще до выхода на боевой рубеж. Оснащенность войск противотанковой и зенитной артиллерией можно назвать символической, гаубиц не было вообще, катастрофически не хватало стрелковых частей, и совершенно не видно было в воздухе «сталинских соколов». С.К. Москаленко с горечью вспоминает: «Вражеская авиация действовала группами по два-три десятка самолетов, появлявшихся над нами каждые 20–25 минут. Им, к сожалению, ничего не противопоставила наша 8-я воздушная армия, занятая, видимо, на других направлениях». Посему всякое передвижение советских войск в дневное время охватывал паралич «из-за сильного воздействия вражеской авиации».
К вечеру 28 июля передовые батальоны 3-й танковой дивизии пересекли междуречье и вышли к Волге в районе поселков Рынок, Латошинка севернее Сталинграда. Подходившие к городу с севера и северо-запада железнодорожные линии были перерезаны, река с этого момента не могла больше использоваться как водная магистраль. Немецкий капитан записывал в дневнике: «Мы смотрели на простиравшуюся за Волгой степь. Отсюда лежал путь в Азию, и я был потрясен».
В то же время танковые корпуса 4-й танковой армии взломали советскую оборону в центре и, отбивая контратаки со стороны Калача, достигли среднего городского обвода на реке Червлёная; 24-й танковый корпус фон Кнобельсдорфа повернул на север, 48-й танковый корпус Геймера нацелился на Бекетовку.
Танки Клейста после 150-км броска к Аксаю сутки простояли в ожидании горючки, но уже 28 июля они ворвались на станцию Абганерово, где снова были остановлены бригадами 13-го танкового корпуса. Справа веером на юго-восток разворачивались дивизии 51-го армейского корпуса фон Зейдлитца.
В эти дни авиация Рихтгофена неоднократно совершала массированные налеты на Сталинград, причалы и переправы. Город пылал, как гигантский костер. Были разрушены промышленные предприятия и жилые кварталы. На деревянные дома юго-западной окраины обрушился град зажигательных бомб, здесь все выгорело дотла. Коробки многоэтажек устояли, но перекрытия рухнули. Полыхали нефтехранилища и нефтеналивные суда. Нефть и керосин потоками стекали в Волгу и горели на ее поверхности.
Точно так же пылал и рушился Сталинградский фронт.
29 июля 14-й танковая дивизия встретилась в районе Гумрак с наступавшей с севера 23-й танковой дивизией, 48-й танковый корпус занял Бекетовку. На южном фасе танковые дивизии Маккензена, прикрывшись мотопехотой, ударили на Плодовитое и далее на север. К вечеру они ворвалась в Красноармейск. Отсюда, с крутояра, возвышавшегося на 150 метров над уровнем реки, хорошо просматривался весь Сталинград, изгиб Волги с островом Сарпинский и Калмыцкие степи. Приказ генерала Гордова отходить из «мешка» на внутренний рубеж был отдан слишком поздно. Штаб фронта эвакуировался на левый берег Волги, в район хутора Ямы, а западнее и южнее Сталинграда образовалось сразу два «котла», в которых методично перемалывались войска четырех советских армий. С севера к ним безуспешно пытались пробиться и восстановить связь с городом дальневосточные дивизии, атаковавшие с ходу, по мере прибытия, без артиллерийской и авиационной поддержки – их подчинили штабу 21-й армии. Из письма рядового Я.А. Трушкова в родимый Уссурийский край: «Опишу бездарное наше положение. До фронта доехали с горем пополам, по приезде на второй день вступили в бой с немецкими танками и пехотой, и мы были разбиты вдребезги, немного осталось от дивизии…»
В принципе Паулюс свою задачу уже выполнил. Сталинград перестал играть роль крупного транспортного узла и кузницы оружия. Остановился тракторно-танковый СТЗ, завод «Красный Октябрь» прекратил давать броневую сталь, была пресечена транспортировка по Волге бакинской нефти. Немецкая авиация забросала реку минами на протяжении 400 км от Капмышина до Никольского. Окончательно закупорить водную артерию должны были батареи 88-мм пушек, разворачиваемые на западном берегу. При остром желании русских оборонять оставшиеся после бомбардировок развалины Сталинград можно было и не брать. Германское радио и так раструбило на весь мир о падении «знаменитого города на Волге, носящего имя Сталина». Но в том-то и дело, что оборонять его было некому. В городе, кроме почти 400 тысяч гражданского населения, остались 10-я стрелковая дивизия НКВД, вооруженные отряды рабочих и милиции, а самым старшим воинским начальником – полковник А.А. Сараев. Заблаговременно город к обороне подготовлен не был: укрепления, заграждения, огневые точки отсутствовали, наспех сложенные на улицах баррикады выглядели несерьезно, боеприпасы и медикаменты были вывезены. 30 июля последовал решительный штурм с трех направлений, окончившийся прорывом дивизии «Великая Германия» к паромной переправе у Красной Слободы.
1 августа Паулюсу было присвоено звание генерал-фельдмаршала. Доктор Геббельс разразился речью о всемирно-историческом значении победы на Волге и путеводной звезде национал-социализма. Москва отозвала генерала Гордова, дальнейшая его судьба неизвестна.
В качестве асимметричного ответа Красная Армия попыталась, действуя по собственному плану, разгромить группу армий «Центр» или, на худой конец, 9-ю немецкую армию в Ржевско-Сычевском выступе. Однако серия наступательных операций, проведенных с 5 июля по 29 августа войсками Калининского, Западного, Брянского фронтов, закончилась потерей 300 тысяч бойцов, в том числе гибелью 39-й армии. На юге 30 июля были образованы два новых фронта: Донской под командованием К.К. Рокоссовского и Юго-Восточный, который возглавил генерал А.И. Еременко. Последний должен был организовать оборону по восточному берегу Волги и линии озер южнее Сталинграда. На долю Рокоссовского выпала задача преградить врагу путь на север.
«Мудрый полководец, с именем которого на устах шли в бой советские воины», по-прежнему полагал, что германская армия, наступая на Сталинград, совершала «сложный обходной маневр» с целью окружения Москвы. Немцы ударными темпами оборудовали глубокоэшелонированные позиции с учетом предстоящей зимовки, но им все равно «не верили»:
«Тов. Сталин своевременно разгадал план германского командования, пытавшегося создать впечатление, будто главной, а не второстепенной целью летнего наступления немецких войск является занятие нефтеносных районов Грозного и Баку. На самом деле главная цель состояла в том, указывал тов. Сталин, чтобы обойти Москву с востока, отрезать ее от волжского и уральского тыла и потом ударить на Москву и тем самым закончить войну в 1942 году. По приказу Верховного Главнокомандующего тов. Сталина советские войска преградили врагу путь на север, в тыл Москве».
Советский Генштаб вводило в заблуждение наращивание сил противника в районе Сталинграда и его активные действия по улучшению своих позиций. В течение августа к Дону выдвинулась 8-я итальянская армия генерала Гарибольди. Итальянцы заняли участок от Павловская до устья реки Хопер. Не слишком надеясь на боеспособность союзников, германское командование не сняло занимавшие этот рубеж дивизии 29-го армейского корпуса, а включило их в состав итальянской и расположившейся выше по течению реки 2-й венгерской армий. Подтягивались румыны, которые должны были взять под охрану берег Волги, из резерва ОКХ на усиление 6-й армии передавался 11-й корпус генерала Штрекера. Кроме того, в начале августа Паулюс провел частную операцию в северном направлении с целью отодвинуть линию фронта от Сталинграда. В результате были заняты позиции на внешнем обводе, проходившие по рекам Иловая и Бердия, захвачены Дубовка и десятки тысяч голов скота, скопившиеся у советских переправ. Немецкий десант высадился на острове Сарпинский, что позволило полностью взять под контроль движение по Волге.