為拿下斯大林格勒，保盧斯的第6集團軍改編為南、北兩個突擊集團。北集團由坦克第14軍和步兵第8軍組成。北集團的任務是：7月23日，從洛哥夫斯基和佩列拉佐夫斯基出發，從頓河右岸向上布濟諾夫卡和小納巴托夫斯基推進，占領卡拉奇。
南集團由步兵第51軍和坦克第24軍組成。南集團的任務是：7月25日，從奧勃利夫斯卡亞和上阿克謝諾夫斯基出發，突破蘇羅維基諾以南的蘇軍防線，再經過舊馬克西莫夫斯基，從南麵進攻卡拉奇。
霍特的第4坦克集團軍（2個步兵師、1個坦克師、1個摩托化師）和4個羅馬尼亞步兵師組成第3集團軍。第3集團軍的任務為：7月30日，強渡頓河，沿科捷爾尼科沃-斯大林格勒鐵路，進攻斯大林格勒或者進攻高加索。
鐵木辛哥曾在哈爾科夫、頓涅茨地區連續大敗，引起斯大林的不滿。他在7月23日被召回莫斯科。年輕的戈爾多夫中將繼任斯大林格勒方麵軍司令。
斯大林格勒己經遭到入侵威脅，這種情況就像1941年列寧格勒和莫斯科的情況一樣。無數百姓環繞著城市修築了3道工事，最外圍的工事長達480公裏。由民兵與工人組成的民兵營數量不斷增加，許多營源源不斷地進入這些工事。
1942年7月23日，保盧斯命令北集團第8軍和坦克第14軍進攻蘇軍第62集團軍。
戈爾多夫一上任就發現了鐵木辛哥的部署出現了大漏洞，他急忙向第64集團軍下達命令：“海軍陸戰第66旅和坦克第137旅從頓河右岸調到齊姆良斯卡亞鎮，負責攻擊德軍翼側和後方，殲滅橫渡頓河的德軍。”由於下奇爾斯卡亞附近的大橋承受不住坦克的重量，蘇聯坦克第137旅的重型和中型坦克無法渡河。該旅隻渡過了一個摩托化步兵營和15輛輕型坦克。
後來戈爾多夫得知，到達齊姆良斯卡亞地區的是德軍集團軍群。但遺憾的是，他簽署上述命令時，並未得到準確的情報。
7月23日10時，第62集團軍右翼頑強地阻擊了德軍北集團所屬部隊的進攻。德軍是在7月22日晚前推進到第62集團軍防區的。
經過激戰，德軍北集團占領克列茨卡亞、葉夫斯特拉托夫斯基和卡耳梅科夫。德軍後衛部隊趕到後，開始向馬諾伊林、馬約羅夫斯基發起突擊，同時經過普拉托諾夫進攻上布濟諾夫卡。
7月23日傍晚，德軍摩托化第3、第60師趕到頓河邊上的戈易賓斯卡亞地區和斯克沃林地區。
7月24日淩晨5時，蘇聯第62集團軍決定派坦克第13軍和步兵第33師發動反攻，恢複第33師防禦陣地。反攻的時間定在上午10時，這是攻擊數倍德軍的英雄之舉。
步兵第33師第84團的4名防坦克槍手的戰績轟動了整個蘇軍。他們是彼得·博洛托、格裏戈裏·薩莫伊洛夫、亞曆山大·別利科夫和伊萬·阿列伊尼科夫。在克列茨卡亞以南的一個山崗上，4人藏在剛挖好的戰壕裏。
4人向前方看去，數著慢慢駛來的30輛德軍坦克。別利科夫說：“每個人分7輛，最後兩輛我們一起打。”
在前麵的是1輛德國T-3中型坦克，兩側各有1輛T-4坦克，後麵是27輛T-2輕型坦克。德軍坦克兵沒有看到山崗上的戰壕，他們打開坦克上蓋，穿著黑色軍服的身體露在外邊。
彼得·博洛托瞄準了坦克的瞭望孔，射出防坦克槍裏的穿甲燃燒彈。那輛T-3坦克冒起了濃煙，被迫停了下來。德軍士兵打開艙蓋，紛紛向外逃命。
很快，亞曆山大·別利科夫朝1輛德軍T-2坦克射擊，坦克油箱瞬間中彈起火。
幾秒鍾後，博洛托和別利科夫又分別向兩輛德軍T-4坦克開火。他們打了好幾槍，這兩輛坦克都停了下來，並燃起大火。4個人一直打到黃昏。15輛德軍坦克被擊退了。而山崗附近有15輛正在燃燒著的德軍坦克。
當天，蘇聯第64集團軍已經占領戈爾多夫司令指定的防禦陣地，但有些部隊未能趕到。上午10時，在3個炮兵團的炮火掩護下，蘇聯第62集團軍坦克第13軍的150輛坦克、第33師的一個步兵團和一個坦克營發動了反攻，由於坦克第13軍的行動不協調，反攻失敗了。
德軍第16裝甲師和步兵第113師插入卡查林斯卡亞地域，到達科斯卡河岸。
7月24日傍晚，在上布濟諾夫卡，德軍第3摩托化師和第60師殲滅了蘇軍第184、第192師師部。德軍占領戈盧賓斯基和小納巴托夫斯基後，對蘇軍第62集團軍右翼構成了合圍態勢。
此時，戈爾多夫得到了強大的援兵：蘇軍預備隊已經到達，並組建了坦克第1和第4集團軍，步兵第126、第204、第205、第321、第399、第422師，其他兵團和加強部隊也已經到達。斯大林命令戈爾多夫，必須阻止德軍的攻勢，並把德軍趕過奇爾河。
7月25日，德軍強渡頓河，向伏爾加河方向撲去，從西麵和西南對斯大林格勒形成合圍態勢。
7月26日，德軍南集團第51軍和坦克第24軍兵分兩路，進攻蘇軍第64集團軍。在保盧斯的親自指揮下，德軍一舉突破第64集團軍防線，分別到達上布濟諾夫卡和下奇爾斯卡亞。