集團軍從齊姆良斯卡地區調來，向科傑利尼夫斯基方向進攻，配合德國第6集團軍從頓河西岸發動攻勢。8月5~10日，在阿布加涅羅沃普羅道維託耶一線，崔可夫中將指揮的蘇軍突擊叢集與德國第4坦克軍展開激戰，德軍傷亡慘重，被迫退回外圍防線，轉入防禦。與此同時，德軍第6集團軍與蘇軍第62集團軍也在頓河西岸展開了7天的激戰，蘇軍撤回到頓河東岸。
8月15日，德軍又對蘇聯第4坦克軍的防地發動進攻。8月16日，蘇軍少尉克切特科夫率領16名戰士守衛一個高地，與德軍鏖戰一晝夜，子彈打光了，最後剩下的4名戰士把手榴彈綁在身上，視死如歸地撲向德軍的坦克！蘇軍主力退到頓河東岸後，在西岸守住了新的防線。
8月23~24日，德軍對斯大林格勒進行了瘋狂的晝夜輪番轟炸。城市住宅、工廠、醫院、學校、遭到了嚴重破壞，成千上萬的老百姓慘遭殺害，市區一片廢墟、硝煙瀰漫。伏爾加河岸的油庫也中彈起火，燃起一片火海。
9月13日，德軍突入斯大林格勒市區，向蘇軍第62集團軍防守的馬馬耶夫崗和火車站發起攻勢。9月14日，德軍投入6個師，在幾百架飛機支援下，突破蘇軍防線，佔領了火車站，將蘇軍第62集團軍逼到伏爾加河岸。
市區爭奪戰開始之後，形勢異常危機，蘇軍陸續增調來10個步兵師、2個坦克軍和8個坦克旅，與德軍展開殊死搏鬥。爭奪市中心的戰鬥達到了白熱化。僅9月14~15日間，就有2000多名德軍在市區被擊斃。9月16日，蘇軍奪回了馬馬耶夫崗。火車站的爭奪戰持續了一週之久，前後13次易手。
在戰鬥最緊張的日子裡，雙方在每一條街、每一棟樓、每一層樓面和每一個房間進行激烈的爭奪戰。戰鬥中，曾有4名蘇軍反坦克手，用僅有的2支反坦克槍與30輛德軍坦克搏鬥，1天之內摧毀德軍坦克15輛，未讓敵人越過自己的陣地。一位身負重傷的蘇軍電話兵用牙齒咬住被打斷了的電話線，恢復了戰地通訊。
〃紅十月〃冶金廠的工人在距離德軍只有幾百米的危急情況下，依然一面手執武器阻擊敵人，一面冒著炮火堅持生產。在戰鬥最激烈的9月份，他們製造了200輛坦克、150輛牽引車。工人們常常駕駛著剛裝配好的坦克，直接衝出廠門，投入戰鬥。德軍第94師第267團團長威廉·霍夫曼在日記中寫道：〃俄國人不是人，而是某種鋼鐵鑄成的東西；他們不知疲勞，不怕炮火。〃
9月底，戰鬥重心轉移到市區北部的工廠區。德軍又增調來20萬兵力，90個炮兵營和40個攻城工兵營。蘇軍也有6個步兵師和1個坦克旅渡過伏爾加河，調進了斯大林格勒市區。雙方隨即展開了爭奪拖拉機廠、〃紅十月〃和〃街壘〃的大血戰。10月4日，德軍佔領了〃紅十月〃和〃街壘〃工廠的住宅區。
10月15日，德軍5個師、2000對架次飛機猛攻拖拉機廠。蘇軍2個師被分割成許多孤立的戰鬥隊，繼續拼死戰鬥，寧死不屈。期間，蘇聯戰士潘尼卡克獨自阻擊幾輛德軍坦克，用光了所有的手榴彈，身邊只剩下兩瓶液體燃料。當他掄起燃燒瓶，正要投向最近的一輛坦克時，一顆子彈打穿了高舉在他頭上的燃燒瓶，烈火頓時燒遍了他的全身。但是，他沒有去撲打身上的火焰，而是躍出戰壕，衝向德軍坦克，對準發動機的外殼打破了第2個燃燒瓶。火舌和濃煙吞沒了英雄和德軍的坦克。當晚，德軍付出慘重代價後，佔領了拖拉機廠。
為了減輕德軍對斯大林格勒市區的壓力，蘇聯頓河方面軍於10月19日從北部轉入進攻，蘇聯第64集團軍於10月25日從南面對德軍側翼實施了反突擊。11月初，德軍多次妄圖攻佔市區的防禦點，都未能得逞。
戰鬥到1942年11月初，德軍方面在斯大林格勒地區仍有80個師，總計100萬人，火炮10290門、坦克675輛、飛機1216架。其中主力部隊是盤踞在斯大林格勒市區和西部外圍一帶的德國第6集團軍和第4坦克集團軍。羅馬尼亞第4集團軍擔任南翼掩護，羅馬尼亞第3集團軍、義大利第8集團軍、匈牙利第2集團軍和德國第2集團軍負責掩護西北翼。
第25節：生命終結於滑鐵盧2005年04月20日
而蘇軍在斯大林格勒地區共有3個方面軍，110萬人，火炮15500門、坦克1463輛、飛機1350架。蘇軍兵力和裝備已經優於德軍。尤其是蘇軍新裝配的1250門〃卡秋莎〃火箭炮，一次就可以同時發射1萬發炮彈，威力非常強大。蘇軍已經