В то время как Гитлер подписывал директиву № 45, события на южном фланге советско-германского фронта развивались следующим образом. Продвигаясь в юго-восточном направлении, войска 6-й немецкой армии к исходу 22 июля вышли к переднему краю главной полосы обороны Сталинградского фронта в 120 км от города. Наступавшая на Кавказском направлении 4-я танковая армия захватила плацдармы на левом берегу Дона в районах Константиновского и Цимлянской.

Столкнувшись с возраставшим сопротивлением советских войск, командующий 6-й армией генерал Паулюс уже 17 июля запросил подкреплений. 19 июля в состав его армии был включен 14-й танковый корпус (две дивизии) из резерва главного командования сухопутных войск, который ранее предназначался для наступления на Кавказском направлении. 20 июля в армию был возвращен 51-й армейский корпус (в составе трех дивизий), переданный за шесть дней до этого в 4-ю танковую армию. 22 июля в распоряжение командования 6-й армии была передана из резерва одна охранная дивизия. В итоге к 22 июля в составе 6-й армии оказалось уже 18 хорошо укомплектованных и технически оснащенных дивизий.

Замысел операции 6-й армии был прост и сводился к тому, чтобы нанести охватывающие удары по флангам советских войск, оборонявшихся в большой излучине Дона, замкнуть в кольцо 62-ю и 64-ю армии, выйти в район Калача и уже оттуда, форсировав Дон, прорываться по кратчайшему направлению к Сталинграду. Северная ударная группировка создавалась в составе 14-го танкового и 8-го армейского корпусов в районе Перелазовского, а южная – в составе 51-го армейского и 24-го танкового корпусов в районе Обливской. С воздуха немецкие войска поддерживал 4-й воздушный флот фон Рихтгофена – самое мощное соединение Люфтваффе на Восточном фронте.

Политрук Вертылецкий ведет огонь по самолету противника из зенитного пулемета ДТ, установленного на башне танка КВ-1. Сталинградский фронт, июль 1942 года

На рассвете 23 июля северная ударная группировка врага превосходящими силами начала наступление против правофланговых дивизий 62-й армии. С первых же минут борьба приобрела ожесточенный характер. Красноармейцы героически отражали бешеный натиск врага, имевшего на отдельных участках подавляющее превосходство в силах. Так, например, на участке обороны 84-го гвардейского стрелкового полка 33-й гвардейской стрелковой дивизии враг имел преимущество в людях в 4–5 раз, в орудиях и минометах – в 9 —10 раз, в танках же его превосходство было абсолютным. Немецкая авиация группами по 60–70 самолетов непрерывно бомбила боевые порядки полка. Несмотря на мощный натиск превосходящих сил врага, наши части оказывали упорное сопротивление, контратаками отбрасывали немецкую мотопехоту, из противотанковых пушек и ружей в упор расстреливали немецкие танки. К исходу второго дня боев немцы прорвали фронт 62-й армии, окружив 184-ю и 192-ю стрелковые дивизии и 40-ю танковую бригаду. Чтобы не допустить дальнейшего продвижения прорвавшейся группировки противника командующий Сталинградским фронтом генерал В.Н. Гордов принял решение нанести по ней удар 13-м танковым корпусом и остановить ее. Утром 24 июля 13-й танковый корпус (74 танка Т-34 и 49 – Т-70) перешел в наступление. Организованный наспех контрудар не дал ощутимого результата. Противник отбил все атаки и через двое суток подвижными частями вышел к Дону севернее Калача.

Чистка ствола 75-мм пушки KwK L/24, установленной на бронетранспортере Sd.Kfz. 251/9. 6-я полевая армия, западный берег Дона, июль 1942 года

25 июля, бросив в атаку сразу около 100 танков, перешла в наступление южная группировка противника. Удар пришелся по 229-й и 214-й стрелковым дивизиям 64-й армии. К исходу дня немцам удалось прорвать фронт. Создавалась серьезная угроза охвата с юга всей 62-й армии.

Вечером 26 июля советское командование решило нанести контрудар силами не до конца сформированных 1-й и 4-й танковых армий, а также частью сил 21, 62 и 64-й армий, по войскам противника, прорвавшимся к Дону. В войсках, участвовавших в нанесении контрудара, имелось до 550 танков. Действия наших войск должны были поддерживаться авиацией 8-й воздушной армии, имевшей 155 самолетов.

К исходу 26 июля обстановка сложилась так, что требовалось быстрое нанесение контрудара, чтобы не допустить форсирования немцами р. Дон. Поэтому командование фронтом было вынуждено вводить в бой соединения танковых армий по мере их выдвижения и развертывания на правом берегу Дона. Так, 28-й танковый корпус был введен в бой 27 июля, а 23-й – лишь 30 июля и только одной бригадой. 22-й танковый корпус 4-я танковой армии смог переправиться через Дон только к концу дня 28 июля и вступить в бой на следующий день. В целом для этих боев были характерны самостоятельные действия танковых частей и подразделений. Стрелковые части, действовавшие совместно с танками, упорство в бою не проявляли и при первом же огневом воздействии противника приостанавливали наступление, оставляя танки в одиночестве. Наступавшие танковые части слабо поддерживались артиллерией и авиацией, при этом, немецкая авиация постоянно «висела» в воздухе. С обеих сторон определяющую роль в сражении играли подвижные части и подразделения. Они маневрировали, пытаясь обойти и окружить друг друга. Фронта, в классическом понимании этого слова, уже не существовало. Группы танков сражались в бескрайней степи, как эскадры кораблей на море, с боем добиваясь более выгодных позиций, загоняя противника в ловушки и засады, цепляясь на несколько часов или дней за населенные пункты, а затем покидая их. Ожесточенные бои в большой излучине Дона продолжались до 8 августа. Наступление, прорвавшихся в тыл 62-й армии войск противника было остановлено, а окруженная группировка наших войск – деблокирована. Однако ликвидировать вышедшую к Дону группировку врага и восстановить фронт 62-й армии не удалось. Однако и немецкому командованию не удалось осуществить свои планы по окружению частей Красной Армии на западном берегу Дона, не удалось немцам и переправиться через Дон. Вместо быстрого прорыва на восток, к Волге, войска 6-й армии были вынуждены втянуться в затяжные бои, а затем и перейти к обороне для перегруппировки сил и пополнения.

Танки 24-й танковой дивизии переправляются через реку Цимла. Излучина Дона, июль 1942 года

В ставке Гитлера искали выход из создавшегося положения. Начальник генерального штаба сухопутных войск генерал Ф. Гальдер 30 июля сделал в своем дневнике такую запись: «На докладе у фюрера слово было дано генералу Йодлю, который высокопарно объявил, что судьба Кавказа решится под Сталинградом. Поэтому необходима передача сил из группы армий «А» в группу армий «Б», и это должно произойти как можно дальше к югу от Дона».