Все дивизии советских армий были в значительном некомплекте. Для осуществления удара по Сталинграду с запада германское командование к этому времени сосредоточило против Сталинградского фронта в излучине Дона группировку в составе одиннадцати пехотных, двух танковых и двух моторизованных исключительно немецких дивизий.
Наиболее плотная группировка — 100, 305, 384, 389, 76, 296-я пехотные, 16, 22-я танковые, 3-я и 60-я моторизованные дивизии из состава 6-й армии — была сосредоточена в районе Трехостровская, Большенабатовский, Верхне-Голубая.
Для прикрытия левого фланга этой группировки против 63-й и 21-й армий РККА развертывалась прибывавшая на это направление 8-я итальянская экспедиционная армия в составе 35-го армейского корпуса, 2-го армейского корпуса и альпийского корпуса. Не особенно рассчитывая на стойкость своего союзника, немецкое командование оставило за итальянцами три немецкие дивизии из состава 29-го армейского корпуса (298, 294-я и 62-я пехотные дивизии). Наиболее ответственное направление фронта в малой излучине Дона на участке Клетская, Трехостровская прикрывали исключительно немецкие дивизии.
17 августа противник возобновил атаки на всем фронте. В период до 23 августа советские войска вели ожесточенные бои на переправах через Дон, препятствуя противнику переправиться на левый берег. Юго-западнее Сталинграда немцы 17 августа также перешли в наступление, нанося удар из района Плодовитое, озеро Цаца в северном направлении.
20 августа противник форсировал Дон и, захватив переправы, а также плацдарм на левом берегу в районе селений Вертячий, Песковатка, к 23 августа переправил на левый берег реки до четырех дивизий, в том числе одну танковую и две моторизованные.
Все попытки 4-й танковой и 62-й армий уничтожить или отбросить переправившиеся немецкие части успеха не имели.
23 августа германская группировка, переправившаяся на левый берег Дона, при мощной поддержке авиации прорвала фронт наших войск на стыке 4-й танковой и 62-й армий. Развивая наступление в общем направлении на Вертячий, разъезд 564-й км, Рынок, передовые части 16-й танковой и 3-й моторизованной дивизий вермахта к 16 часам вышли к Волге на участке Ерзовка, Рынок. В результате этого прорыва Сталинградский фронт был разрезан на две части узким восьмикилометровым коридором. Затем в образовавшийся прорыв противник ввел 60-ю моторизованную дивизию и несколько пехотных дивизий.
К юго-западу от Сталинграда германским частям также удалось прорваться через фронт наших войск и выйти в район Тундутово, где завязались ожесточенные бои. Дальнейшее продвижение к северу прорвавшейся группировки было приостановлено.
Овладев 23 августа Рынком и выйдя к Волге, немецкие войска развернули наступление на Сталинград с севера, пытаясь овладеть городом внезапным ударом силами группировки в составе около 100 танков с мотопехотой.
Одновременно противник бросил в этот день на город почти всю авиацию 4-го воздушного флота: за сутки было произведено 2000 самолетовылетов. В результате бомбардировок особо сильные пожары возникали на берегу Волги в районе нефтяных хранилищ общества «Нефтесиндикат». Многие кварталы города были превращены в развалины. Наша авиация и зенитная артиллерия героически боролись с авиацией врага. Только в течение 23 августа в воздушных боях и огнем зенитной артиллерии над городом было сбито 90 немецких бомбардировщиков.
Над Сталинградом нависла серьезная угроза. Она усугублялась тем, что основные силы 62-й армии к этому времени продолжали еще вести напряженные бои на восточном берегу Дона. Таким образом, к отражению наступления немцев с севера могли быть привлечены лишь незначительные части Сталинградского гарнизона: 10-я дивизия НКВД, истребительные батальоны, сформированные из рабочих сталинградских заводов, и отряды народного ополчения, организованные под руководством Городского комитета обороны.
Первыми вступили в бой с врагом истребительные батальоны, занявшие оборону по реке Сухая Мечетка в 800–1000 м севернее Сталинградского тракторного завода. Эти отряды были усилены несколькими десятками танков, срочно выпущенными из ремонта тракторозаводцами и обслуживаемыми экипажами из состава рабочих завода, а также противотанковыми пушками, выпущенными заводом «Баррикады».
На северном берегу реки Сухая Мечетка немцы были остановлены.
В ночь на 24 августа на оборонительный рубеж севернее города вышел один полк 10-й дивизии НКВД, другие части из состава фронтового резерва.
Несмотря на ряд ожесточенных атак, предпринимаемых противником в течение 23–25 августа, прорвать нашу оборону ему не удалось, и фронт на реке Сухая Мечетка стабилизировался.
Период с 23 августа по 2 сентября характеризуется рядом ожесточенных контратак войск Сталинградского фронта, предпринятых с задачей окружить и уничтожить прорвавшуюся неприятельскую группировку, а также парировать попытки немцев захватить Сталинград с ходу ударами с севера и северо-запада.
21 августа с целью создания ударной группы северо-западнее Сталинграда в районе Самофаловка, Широков, Лозное началось сосредоточение прибывавших из резерва Ставки соединений (5 стрелковых дивизий и 2 танковых корпуса). Для удара с севера по прорвавшейся немецкой группировке из подошедших соединений была образована группа в составе 35-й гв. стрелковой дивизии и 169-й танковой бригады, сосредоточившихся в районе совхоза Котлубань, Самофаловка. Эта группа, которую возглавил заместитель командующего фронтом генерал Коваленко, во второй половине дня 23 августа контратаковала противника со стороны Самофаловки; она имела задачу восстановить положение на правом фланге 6-й армии. Перейдя в наступление, группа с боями прорвалась к 62-й армии и вышла в район селения Большая Россошка. Однако из-за недостатка сил закрыть коридор полностью не удалось.
24 августа немецкие войска вынудили части 35-й гвардейской стрелковой дивизии отойти к Большой Россошке и, создав сильные заслоны на флангах прорыва, продолжали усиливать новыми частями прорвавшуюся к Волге группировку.
Утром 24 августа с целью удара по тылам и коммуникациям прорвавшейся немецкой группировки из района Серафимович, Клетская были брошены в наступление две стрелковые дивизии 21-й армии. В тот же день из района Ново-Григорьевская перешла в наступление 1-я гвардейская армия. Она захватила селения Ярковский, Перекопка и тем самым несколько расширила плацдарм на правом берегу Дона, но отрезать прорвавшуюся неприятельскую группировку не могла.
26 августа перешла в наступление также ударная группа 63-й армии в составе четырех стрелковых и одной кавалерийской дивизий. Продвинувшись с рубежа Еланская, Зимовский на юг, она захватила плацдарм на правом берегу Дона, но попытки развить дальнейшее наступление и здесь оказались безуспешными.
26 августа группа генерала Коваленко, усиленная подошедшими 84-й и 64-й стрелковыми дивизиями, двумя полками 315-й стрелковой дивизии, а также 4-м и 16-м танковыми корпусами, перешла в наступление. Однако ввиду недостаточного артиллерийского обеспечения и отсутствия налаженного взаимодействия (части бросались в бой с ходу по мере их прибытия) не удалось прорвать оборону противника, который успел к этому времени захватить рубеж господствующих высот и организовать систему огня и противотанковой обороны. Фронт с севера на участке между Доном и Волгой стабилизировался по линии Паньшино, разъезд 564-й км, Кузьми, Томилин.
