Уже в первые дни советского наступления Ф.Паулюс начал снимать дивизии из района Сталинграда и бросать их в район Калача. Достаточно быстро могли быть выдвинуты только подвижные соединения. Соответственно были сняты с фронта и начали марш в тыл 14, 16-я и 24-я танковые дивизии. Однако они вступили в бой уже на восточном берегу Дона, после того как советские войска овладели Калачом.
22 ноября в 18.00 командующий 6-й армией передал по радио донесение в штаб группы армий «Б», начинавшееся словами: «Армия окружена». Положение армии было обрисовано в самых черных красках:
«Запасы горючего скоро кончатся, танки и тяжелое оружие в этом случае будут неподвижны. Положение с боеприпасами критическое. Продовольствия хватит на 6 дней».
В ответ на донесение Паулюса Гитлер вечером 22 ноября отдал приказ:
«6-й армии занять круговую оборону и выжидать деблокирующего наступления извне».
К моменту, когда Паулюс отправил свое донесение, уже были сделаны шаги по подготовке деблокирующего удара. Уже 21 ноября штаб 11-й армии Э. фон Манштейна получил приказ на переброску на южный сектор фронта. С целью более четкой координации действий армий, участвующих в боях западнее и южнее Сталинграда, штаб 11-й армии в качестве штаба группы армий «Дон» должен был принять командование 4-й танковой армией, 6-й армией и остатками 3-й румынской армии.
Строго говоря, окружение 6-й армии было завершено советскими войсками только 23 ноября. В этот день войска 64-й и 57-й армий Сталинградского фронта прочно заняли рубеж по реке Червленная, закрыв пути отхода противнику на юг, а к Дону, в районе Калача, вышли передовые отряды стрелковых дивизий 21-й армии Юго-Западного фронта. К моменту донесения Паулюса об окружении его армии было лишь прервано ее сообщение с тылом по основной коммуникации, проходившей через Калач.
На 22 ноября еще оставались узлы сопротивления 3-й румынской армии в полосе наступления Юго-Западного фронта. К 23 ноября полностью были пленены 5, 6, 13-я и 15-я пехотные дивизии румын. Всего войска Юго-Западного фронта захватили около 55 тыс. пленных, 1000 орудий, 3200 пулеметов и огромное количество других видов вооружения, боеприпасов и военного имущества.
Левофланговые дивизии 1-й гвардейской армии с 19 по 23 ноября расширяли прорыв Юго-Западного фронта в сторону правого фланга и выдвинулись на верхнее течение р. Кривая. Тем самым северная «клешня» наступления обеспечивалась от удара с фланга. Южнее на р. Кривая и р. Чир выдвигались стрелковые дивизии 5-й танковой армии, разгромившие 7-ю кавалерийскую дивизию румын и вступившие в бой с 22-й танковой дивизией немцев. Еще южнее — в район Усть-Грязновский — на р. Чир выдвинулся 8-й кавалерийский корпус, а в район Обливской — 8-й мотоциклетный полк. Пойманную в кольцо армию требовалось еще удержать в захлопнувшейся западне.
Одновременно требовалось нейтрализовать оперативные резервы немцев. Бои с 22-й танковой дивизией немцев южнее Медвежьего продолжались до 24 ноября. В этот день атакой частей двух стрелковых дивизий с двумя танковыми бригадами 22-я танковая дивизия была частично разгромлена, а частично отброшена на западный берег р. Чир.
После того как немцы опомнились от первого шока, начались первые неудачи в проводившейся операции на окружение. Советским войскам не удалось рассечь образовавшийся «котел» пополам. Задача расчленения окруженной 6-й армии надвое поручалась Донскому фронту К.К.Рокоссовского. Ударная группировка 24-й армии Донского фронта начала наступление 22 ноября вдоль левого берега Дона на Вертячий, Песковатку. К исходу 23 ноября она вклинилась в оборону противника, но прорвать последнюю, несмотря на привлечение для этой цели с утра 24 ноября 16-го танкового корпуса, не смогла. Здесь оборонялись дивизии XI армейского корпуса немцев в составе 284, 376-й и 44-й пехотных дивизий. В результате отрезать пути отхода на Сталинград этим соединениям, действовавшим в малой излучине Дона, не удалось. XI армейский корпус в период с 24 по 27 ноября под ударами 65-й армии отошел и влился в общий состав вражеской группировки, окруженной под Сталинградом.
К 25 ноября фронт 6-й армии сократился до 200 км. В окружением попали: Штаб 6-й армии; IV, VIII, XI, LI армейские корпуса и XIV танковый корпус; 14, 16-й и 24-я танковые дивизии; 3, 29-я и 60-я моторизованные дивизии; 44, 71, 76, 79, 94, 100, 113, 295, 297, 305, 371, 376, 384-я и 389-я пехотные дивизии; 20-я румынская пехотная дивизия: 1-я румынская кавалерийская дивизия; 243-й и 245-й батальоны штурмовых орудий; 2-й и 51-й полки реактивных минометов; 91-й полк ПВО и более 150 артиллерийских подразделений, саперных и строительных батальонов, батальонов военной полиции и другие вспомогательные подразделения.
Имея опыт разнокалиберных окружений немецких войск, советское командование понимало, что сам по себе факт перерезания коммуникаций еще не означает разгрома противника. Требовалось предотвратить деблокирование «котла» извне, и с этой целью помимо максимального отодвигания внешнего фронта окружения на запад кавалерией было предпринято наступление на 6-ю армию стрелковыми соединениями с целью максимального обжимания «котла». Против окруженной под Сталинградом группировки противника уже 24 ноября перешли в наступление 21, 65, 24-я и 66-я армии Донского фронта, 62, 64-я и 57-я армии Сталинградского фронта. Противником войск этих армий были танковые и моторизованные дивизии армии Паулюса, выдвинутые на Западный фронт окружения в первые дни операции. Ожесточенные бои продолжались до 30 ноября. Армии, наступавшие с севера (24-я и 66-я), с востока (62-я) и с юга (64-я и 57-я), имели незначительное продвижение, а наступавшие с запада 21-я и 65-я армии совместно с присоединившимися к ним 28 ноября войсками правого фланга 24-й армии отбросили противника на рубеж Бородкин, Мариновка. К вечеру 30 ноября площадь, занимаемая окруженной группировкой противника, сократилась до 1500 кв. км (40 км с запада на восток и от 30 до 40 км с севера на юг).
Мнения о плане действий после замыкания кольца окружения разделились. Командующий 6-й армией Фридрих Паулюс и командующий группы армий «Б» Максимилиан фон Вейхс настаивали на немедленном прорыве окруженных в Сталинграде войск с первых дней окружения. 23 ноября фон Вейхс отправил Гитлеру доклад, в котором было сказано:
«Несмотря на всю тяжесть ответственности, которую я испытываю, принимая это решение, я должен доложить, что считаю необходимым поддержать предложение генерала Паулюса об отводе 6-й армии».
Вейхс сомневался в возможности эффективного снабжения по воздуху двух десятков дивизий и в возможности нанести деблокирующий удар. Однако Гитлер был уверен в успехе и поручил операцию по деблокированию отдельному штабу, подчиненному непосредственно верховному командованию — группе армий «Дон» Э. фон Манштейна. Советским войскам предстояло выдержать деблокирующий удар.
Деблокировать окруженных можно было только в условиях восстановления линии фронта. Окружения удалось избежать штабу XXXXVIII танкового корпуса, 22-й танковой дивизии. Фердинанд Гейм был отстранен от командования корпуса уже 19 ноября. После нескольких временных командиров во главе XXXXVIII корпуса встал Отто фон Кнобельсдорф. Корпусу была передана 11-я танковая дивизия (с одним танковым батальоном, второй был под Великими Луками). Дивизия на 18 ноября насчитывала 11 Pz.II, 9 Pz.III (kz), 49 Pz.III (lg), 6 Pz.IV (lg) и три командирских танка. Командир этой дивизии Герман Бальк сказал тогда:
