Город стал фронтом, на уцелевших предприятиях ремонтировали танки, орудия и другое вооружение. Контрударами войск Сталинградского фронта с северо-запада по левому флангу 6-й немецкой армии наступление противника было приостановлено. Только ценой больших потерь противнику удалось овладеть рядом железнодорожных станций. Войска 62-й и 64-й армий вынуждены были отойти на средний оборонительный обвод. 31 августа противник возобновил наступление и овладел Басаргином. Сомкнувшись своими флангами у Яблочного, противник вел наступление по всему фронту – на северных, западных и южных подступах к Сталинграду. Город был охвачен огнем.
Непосредственную оборону Сталинграда выполняли две армии - 62-я и 64-я. Они приняли на себя основной удар. Но конечный успех оборонительного сражения определялся стойкостью не только этих армий, но и активными действиями остальных сил Сталинградского направления, которые оттягивали на себя значительную часть сил противника.
13 сентября 1942 года немецкие войска начали штурм города. Через две недели изматывающих боев они овладели центром города, но основную задачу - захват всего берега Волги в районе Сталинграда - не выполнили.
Бои не прекращались даже в ночное время. Советские войска не только мужественно оборонялись, но и постоянно наращивали мощь своих контрударов. В результате к середине ноября противник утрачивает инициативу и окончательно переходит к обороне.