，以分散苏军注意力。23日，德军突破苏军第六十二集团军右翼防线，合围了该集团军2个师，逼近斯大林格勒西面的顿河河岸。25日，德军对苏军第六十四集团军的右翼阵地发起攻击，意图强渡顿河。26日，苏军第六十四集团军被迫退过顿河。
战况不利，斯大林对斯大林格勒方面军司令员铁木辛哥元帅极其失望，撤销了他的司令员职务，由第六十四集团军司令戈尔多夫中将接任，并委派总参谋长华西列夫斯基上将前往斯大林格勒，作为最高统帅部代表，协助指挥战事。
7月28日，为了提高斯大林格勒守军的斗志，斯大林发布了著名的第二二七号命令，要求苏军将士“没有上级的命令，不得后撤半步。无论他是连长、营长、团长、师长、政委，只要是在无上级指挥官命令的情况下擅自撤退，他就是叛徒，他就要被当作祖国的叛徒而受到处理。……”
这道命令篇幅极长，斯大林都被逼得夸奖起敌人来了。在他的严令下，苏军又展开了人海战术。
把城市拿到自己手中
由于缺少装甲部队，加上苏军的顽强抵抗，德军第六集团军在行进间占领斯大林格勒的计划无法实现。
7月30日，希特勒又做了一个重要的决定，将霍特指挥的第四装甲集团军又归还给B集团军群。8月5日，第四装甲集团军突破了苏军第六十四集团军的防线。
8月19日，鲍卢斯和霍特重新发起进攻。第六集团军从斯大林格勒西北面向东南攻击，22日突破苏军第六十二集团军防线，强渡顿河，占领了卡拉奇，23日推进到斯大林格勒北郊，前出到伏尔加河。霍特第四装甲集团军向北进攻，突破了苏军第六十四集团军的防御，29日进至城南，前锋距斯大林格勒城只有5公里。
在德国陆军进攻斯大林格勒的同时，德军第四航空队也出动2000架次飞机对斯大林格勒进行轰炸。
斯大林格勒面临着异常严峻的形势，斯大林把希望寄托在了朱可夫身上。他任命朱可夫为最高副统帅，并调拨第二十四、第六十六集团军和近卫第一集团军开赴斯大林格勒。
8月29日，朱可夫飞到斯大林格勒并着手组织反击。9月5日拂晓，朱可夫指挥3个新锐集团军展开反击，由于准备仓促，反击未取得预期战果。6日，苏军再次发动进攻，再次失利。10日，苏军试图从北面实施突击，恢复同第六十二集团军的联系，又遭失败。12日，苏军撤至城区，外围防线已全部丧失，德军突破斯大林格勒城防，从南面突进到伏尔加河。
9月12日，希特勒飞抵前线，召见了B集团军群司令魏克斯大将和第六集团军司令鲍卢斯大将，要求“尽快地把城市拿到自己手中”，命令他们于13日进攻斯大林格勒市区。
震惊世界的斯大林格勒巷战开始了。
苏联人学会动脑子了
在德国陆军攻城之前，空军的轰炸机已经把斯大林格勒市区炸成了废墟。
9月13日，鲍卢斯第六集团军担当主力，从城北开始突击。霍特第四装甲集团军则从城南推进，策应鲍卢斯在城北的主攻。14日，德军从城北突入市区，与苏军展开了激烈巷战。双方的争夺达到白热化的程度，全市的街道和广场都变成了激烈的战场，在城中的每条街道、每座楼房、每家工厂内都发生了激烈的枪战，有些重要据点被反复争夺，其中第一火车站的争夺战持续了一周，前后13次易手。
直到今天，巷战都是最难打，也是应极力避免的。今天美军这么先进的装甲部队，也不敢打巷战。俄罗斯军队在车臣战争中也是吃了巷战的亏。如今的装甲部队，电子通信手段这么先进，还在巷战上吃亏。在二战时期，坦克炮仰角，顶多能打到三楼，五楼站一个人举着炸药包往下扔你就完了。如果坦克在道路上行驶，一个小孩儿抱个炸药包藏在下水道底下，坦克过去，他把炸药包一扔，坦克炸了，小孩儿顺下水道跑了，找都找不着。德军在斯大林格勒打巷战，实在是以己之短、攻敌所长，苏联人用了两个残破不堪的集团军——第六十二和第六十四集团军，硬是拖住了德国最精锐的第六集团军，为苏军的反攻赢得了时间。
攻入城中的德军伤亡人数不断增加。虽然德军对伏尔加河东岸进行了频繁的轰炸，但是守军还是从东岸得到了不断的支援和补给。据统计，开赴城中的红军战士的平均存活时间不超过24个小时，军官的平均存活时间也只有不到3天，战役的惨烈可以想象。
二战中，德军的主要战术是多兵种联合作战，非常重视步兵、工程部队、炮兵和空军的配合。为了对抗这种战术，苏军采取了贴身紧逼的战术，尽可能地将己方的阵地贴近德军，致使德军的炮兵和空军无法有效进行远程攻击。
瓦西里击毙了德国柏林狙击学校校长科宁斯，在这场苏德顶级狙击手对决中取得完胜，由此声名大振
苏联人经过血的教训，终于学会动脑子了。
王牌狙击手顶级对决
德军陷入了巷战的泥潭。值得一提的是，苏军的狙击手在巷战中大显身手，给德军造成了极大伤亡。
2001年，好莱坞电影《兵临城下》再现了斯大林格勒的巷战情景。其中，最有名的一名狙击手名叫瓦西里·扎伊采夫，他在一个月之内，击毙了225个敌人。实际上，苏军击毙敌军数量比他更多的狙击手还有三十几个。但是，瓦西里击毙了德国柏林狙击学校校长科宁斯，在这场苏德顶级狙击手对决中取得完胜，由此声名大振！
瓦西里出生在苏联乌拉尔山脚下的一个小村庄，扎伊采夫在俄语中的意思是野兔，这说明他们家是猎人。瓦西里刚读完小学就跟着爷爷打猎，练成了一位神枪手。苏德战争爆发后，瓦西里参军上了前线，他用一杆普通的莫辛·纳甘步枪，在斯大林格勒战役之前就击杀了32名德国官兵。
斯大林格勒战役打响后，瓦西里主动请战。于是，瓦西里加入陆军第六十二军一〇四七团作战。刚参战10天，他就用步枪干掉了将近40名德国兵。当时，德国人经常用重炮轰炸，清理占领区。开炮要有观察员，德军占领了马马耶夫高地上的一座水塔，站在水塔上，战场态势一目了然。一个德军军官带着助手藏在水塔里，天天指挥炮兵往苏联人身上扔炮弹。瓦西里觉得德国佬太嚣张了，就准备打靶。果然，一会儿水塔顶就出现一个通信兵，瓦西里一枪把他放倒。水塔上面的人莫名其妙，又派来一个通信兵看看怎么回事，结果又被放倒。军官吓傻了，缩在水塔里面不露头，瓦西里就等着他。过了1个多小时，军官刚冒个头，就被一枪爆了头。当狙击手除了要枪法好，更关键的是要有耐心。瓦西里很快出名了。当时，斯大林格勒战役正是最艰难的时候，苏联人开始大力宣传这位“狙击英雄”，团长还给了他一把真正的狙击步枪。瓦西里带着这支枪，又挑选了几十个精明干练的战士，专门挑德军上厕所和吃饭的时候下手，搞得德军心神不宁。后来他开班收徒，火线培养了一大批狙击精英。很快，德军前线军官和炮兵观察员的阵亡率直线上升，瓦西里的战绩升到100人。他手下的小战士们，也跟他一起，平均每天干掉十几个德军骨干。这么打下去，过不了两月，德国第六集团军就没几个班长、排长可用了。
所以，鲍卢斯将军很生气，向上级要求派一个手段高明的狙击手来。希特勒就派柏林狙击学校校长科宁斯前往斯大林格勒。科宁斯是一战时就扬名西线的王牌狙击手，手段毒辣，而且极为自负，他只杀那些值得杀的对手，一般小兵他认为不值得浪费子弹。科宁斯到前线之后，放出风来，要跟瓦西里决战，他打伤了好几个瓦西里的徒弟，故意不打死，就是为了给他们的师父报信，瞧见没有，爷来了！
瓦西里选择应战，到前线跟科宁斯对决。两个人相持了4天，最后瓦西里让自己的助手拿着假人，小心翼翼地把钢盔戴在假人头上，拉着假人做出撤退的样子，引诱科宁斯上钩，这才击毙了科宁斯。苏联人的数据显示，瓦西里干掉的德国兵虽然不是最多，但狙击效率却是最高的。他为狙击人才的培养和理论发展做出了很大贡献，他的徒子徒孙前后总共歼敌3000多人，他不愧为苏联王牌狙击手。
女狙击手柳德米拉
其实，毙敌成绩排在瓦西里前面的还有一位非常有名的女狙击手，叫柳德米拉·帕夫利琴科。
柳德米拉在战前是基辅国立大学历史系的高材生。她常常参加一家射击俱乐部的活动，沉稳坚韧的性格和勤奋刻苦的训练，使她很快成长为一名神枪手。战争爆发的第一天，她就投笔从戎。负责招收新兵的军官本来不想要她，希望她去后方做个通信兵或者护士。虽然后来苏联一共有80万女兵上了前线，她们直接拿起枪跟男性一样投入惨烈的厮杀，但在当时，苏联军队还没必要招收女兵上前线。
但是，柳德米拉很坚决，坚持要上前线。参军后，柳德米拉被派到第二十五步兵师做了一名步枪手。第一次作战的时候，她就被派去执行狙击任务。可能是上级为了照顾她是女兵，不想让她端着刺刀冲锋，怎么办呢？当狙击手吧，稍微安全一点儿。
柳德米拉第一次上前线当狙击手，还带着一个新兵蛋子给她当观察员。但是，看到德国人的时候，她不忍心开枪，毕竟跟对面的德国人是无冤无仇的，结果德国人却把满脸稚气的观察员打死了，一下子把她心中的仇恨激发了出来。柳德米拉第一次在战场上就击毙了很多德军士兵，特别是在敖德萨保卫战和塞瓦斯托波尔要塞保卫战中，她作为一名狙击手，前后歼敌309人。苏联最后没有守住塞瓦斯托波尔要塞，要撤退，斯大林知道了柳德米拉的事迹，点名让海军一定把她救出来，不能扔在沦陷区。
柳德米拉后来还作为苏联的形象大使出访美国，成为第一个被罗斯福总统接见的苏联公民。
是活的就得上
对苏德战争来说，斯大林格勒战役非常关键。斯大林将战略重点从莫斯科转移到了斯大林格勒，并且调动了全国所有的空中力量支援斯大林格勒。双方的援兵也源源不断地开到前线。
此时，德军在苏联的战线已达3200公里以上，但是德国的兵力根本不能维持如此长的战线。从斯大林格勒沿顿河至沃罗涅日的500多公里战线，德国自己腾不出兵力来防守，只得在这一线部署了附庸国的3个集团军。即便如此，有些地段也只有一个野战排来防守整整1到2公里的防线。德国人不是不知道附庸国部队战斗力很差，根本就靠不住，但是没办法，实在抽不出兵力了，是活的就得上。
9月28日，斯大林决定将原斯大林格勒方面军改称顿河方面军，由罗科索夫斯基中将任司令员；原东南方面军改称斯大林格勒方面军，司令员为叶廖缅科上将；原近卫第一集团军改编扩建为西南方面军，司令员是瓦杜丁83中将。并命令副最高统帅朱可夫大将和总参谋长华西列夫斯基上将，秘密筹备反攻。
整个10月份，斯大林格勒一直持续着激烈的巷战。至11月初，德军终于艰难推进到了伏尔加河岸，并且占领了斯大林格勒城80％的地区，但德军始终未能完全占领斯大林格勒。在城区北部的红色十月工厂和拖拉机厂，苏军与德军激战的同时，工厂的工人就在侧旁修复损坏的坦克和其他武器，有时候甚至直接在战场上修理武器。有些坦克直接从工厂的生产线开到了战斗前线，甚至来不及涂上油漆和安装射击瞄准镜。可见战斗激烈到了什么程度。
据统计，从7月到11月，德军在顿河、伏尔加河和斯大林格勒的战斗中损失兵力约70万、坦克1000余辆、火炮2000多门、飞机1400余架。
“天王星”行动
11月中旬，苏军最高统帅部大规模集结反攻兵力，在斯大林格勒城外集结了3个方面军，共143个师，110。6万人。他们的对手是德军B集团军群，共有80个师又3个旅，约100万人。
朱可夫和华西列夫斯基拟定的反攻策略是将德军继续牵制在城内，主攻德军薄弱的外侧，从而将进攻斯大林格勒的德军包围在市区。11月13日，斯大林批准了这个反攻计划，并取名“天王星”行动。
11月19日，苏军开始实施“天王星”行动，西南方面军和顿河方面军在纷飞的大雪中发起反攻。负责保护德军第六集团军侧翼的是罗马尼亚第三集团军，根本就没有什么战斗力，在一天之内便被苏军突破阵地。20日，斯大林格勒方面军的第五十一、五十七、六十四集团军也在南部投入反攻，突破了守军罗马尼亚第四集团军的防线。22日，西南方面军开始分批强渡顿河。23日，西南方面军和斯大林格勒方面军会师，从而完成了对斯大林格勒的包围。
至11月30日，苏军3个方面军将德军第六集团军的5个军22个师以及部分罗马尼亚、意大利和克罗地亚军队共约27万人，合围在了斯大林格勒。
苏军发起反攻后，德国陆军总参谋长蔡茨勒将军力主让鲍卢斯撤出斯大林格勒。然而，空军司令戈林元帅却向希特勒说，即使鲍卢斯被包围，空军也有能力为第六集团军提供补给。希特勒信了大胖子的胡话，遂下令鲍卢斯坚守斯大林格勒。
事实证明，戈林元帅又在吹牛，他承诺的空中补给成了一句空话。德国空军能为第六集团军空运的物资上限是每天300吨，而第六集团军每天的需求是700吨。加上天气恶劣和苏军防空火力凶猛，第六集团军实际上平均每天只得到100吨左右物资。德军的精锐部队，开始面临饥饿的威胁。
与此同时，苏军在不断缩小包围圈。
就不让你突围
为了营救第六集团军，希特勒将希望寄托在二战中德国三大名将之一的曼施坦因身上。
11月21日，希特勒下令将曼施坦因元帅的第十一集团军扩建为顿河集团军群，由曼施坦因任司令，并把鲍卢斯的第六集团军、霍特的第四装甲集团军和罗马尼亚第三、第四集团军都交给他指挥。希特勒命令曼施坦因夺回失去的阵地。
曼施坦因认为，德军唯一成功的机会在于第六集团军从斯大林格勒向西南突