Отношения Гитлера и Гальдера стали непрерывно ухудшаться после ухода с поста руководителя ОКХ гибкого Вальтера фон Браухича, который служил буфером между неистовством Гитлера и сухой жесткостью Гальдера. Манштейн, побывавший в штабе перед тем как направиться к новому месту службы под Ленинград и видевший их в августе вместе, был «потрясен», осознав, насколько плохи их отношения. Гитлер сыпал оскорблениями, Гальдер был упрям и педантичен. Гитлер делал колкие намеки на то, что у Гальдера нет того боевого опыта, который Гитлер получил на фронте в Первую мировую войну. Гальдер бурчал себе под нос о разнице в суждениях профессионала и «необразованного» человека.

После визита в 6-ю армию адъютанта Гитлера Шмундта, который намекнул Паулюсу, что Гитлер подыскивает офицера на место Гальдера, командующий армией с энтузиазмом окунулся в подготовку к четвертому наступлению. На этот раз Паулюс решил нанести лобовой удар против самого сильного пункта противника — трех гигантских зданий Сталинградского тракторного завода, «Баррикады» и «Красного Октября», находящихся в северной части города. Это стало самым жестоким и долгим из пяти сражений в разрушенном городе. Оно началось 4 октября и продолжалось почти три недели.

Паулюс получил в свое распоряжение ряд специальных войск, включая батальоны полиции и саперов, подготовленных для ведения уличных боев и подрывных работ. Но хотя советские солдаты подчас были в меньшинстве, они оставались непревзойденными мастерами в тактике борьбы за каждый дом. Они усовершенствовали применение «штурмовых групп» — небольших отрядов с различным вооружением: легкими и тяжелыми пулеметами, автоматами, гранатами, противотанковыми пушками. Они оказывали друг другу поддержку в молниеносных контратаках. Они разработали создание «мертвых зон» — заминированных домов и площадей, к которым защитники знали все подходы и к которым направлялись с целью захвата немцы. Медленно, колоссальной ценой пробивались немцы через цеха разрушенных заводов, мимо замерших станков, через литейки, сборочные цеха, заводоуправление. «Господи, зачем ты нас бросил? — писал лейтенант из 24-й танковой дивизии. — Мы сражались за единственный дом целых пятнадцать дней, используя минометы, гранаты, пулеметы и штыки. Уже к третьему дню 54 немецких трупа лежали в подвалах, на лестнице и на площадках. Фронт — это коридор между выгоревшими комнатами; это тонкий потолок между двумя этажами. Помощь приходит из соседних домов через пожарные лестницы и дымоходы. Все время идет бой с полудня до ночи. От этажа к этажу, с почерневшими от пота лицами мы забрасываем друг друга гранатами посреди взрывов, туч дыма и пыли, куч штукатурки, потоков крови, обломков мебели и человеческих останков. Спросите любого солдата, что такое полчаса рукопашной борьбы в бою. И представьте себе Сталинград: 80 дней и ночей рукопашных боев. Улица измеряется не метрами, а трупами…» Офицер вермахта Гельмут Вельц отмечал, что «в Сталинграде участки, занимаемые дивизиями, имеют протяженность всего километр. В ротах от 10 до 30 активных штыков. При атаках на каждые пять метров приходится орудие. Расход боеприпасов возрос десятикратно. Так называемой нейтральной полосы вообще нет. Вместо нее тонкая кирпичная стена. Иногда линия фронта проходит даже вертикально, когда мы, к примеру, засели в подвале, а противник — на первом этаже, или наоборот. Захват небольшого цеха — дневная задача целой дивизии и равнозначна выигранному сражению».

В начале Сталинградской операции Красной армии по окружению немцев войска Чуйкова контролировали несколько километров берега Волги и заводские руины на севере города. Начальник штаба группы армий «В» Георг фон Зоденштерн считал миссию 6-й армии выполненной, поскольку Сталинград как промышленный центр перестал существовать, судоходство по Волге было прекращено, а с ним и американские поставки по ленд-лизу через Иран. Благоразумным было бы спрямить Сталинградский выступ, поскольку в условиях отсутствия резервов на немецком фронте возможности маневра у немцев не было. Солдаты 6-й армии были измотаны бесконечными боями и нуждались в отдыхе, приближалась зима — поэтому немецкое руководство до ее наступления решило покончить со Сталинградом, вытеснив 62-ю армию Чуйкова из города, значительная часть которого была уже захвачена немцами. С 14 по 29 октября 1942 г. немцы бросили на солдат Чуйкова пять дивизий с 300 танками. Натиск был очень сильным, жертвы с обеих сторон огромными; к концу октября у Чуйкова оставалось только 1/10 территории города — 2 км берега в длину и 100 м в глубину фронта.

К концу октября советские позиции в Сталинграде уменьшились до нескольких каменных островков, примыкавших к правому берегу Волги: «Красный Октябрь» был немцами взят, «Баррикады» наполовину (борьба продолжалась в заводской литейке), а защитники Тракторного завода оказались расколоты на три группы. Но эти последние островки сопротивления, закаленные в горниле непрерывных атак, были непобедимы. 6-я армия просто не в состоянии была что-то с ними сделать, новое наступление было немыслимо… В таком положении у 6-й армии было два возможных решения. Первое — немедленный отход: сразу уменьшатся потери, будет занят сокращенный глубокий «зимний рубеж» по реке Чир, а может даже по Миусу. Второе решение сводилось к «урокам» Ватерлоо и Марны, когда «последний батальон» решил исход дела. Немцы, видевшие, как неделя за неделей их солдат всасывает в себя эта адская воронка, не могли не думать, что советские войска несут такие же ужасающие потери…

Кроме того, под Сталинградом на карту была поставлена не только воля РККА, но и мировая оценка мощи Германии. Отступить с поля боя значило признать поражение. Оно могло быть приемлемо для хладнокровного и объективно мыслящего военного специалиста, но не для Гитлера. Может быть, отношение Гитлера к проблеме изменилось бы, если бы он получил точные разведывательные данные. Из понятного желания оправдать свои требования подкреплений и подчеркнуть тяжесть своих задач 6-я армия обычно сообщала о советских дивизиях там, где находились только полки или даже батальоны советской пехоты. Это приводило к пятикратному превышению оценочной численности советских войск и заставляло немцев верить, что они уничтожают русских быстрее, чем те их; в советское контрнаступление никто не верил. Большинство офицеров в штабе 6-й армий были заняты подготовкой «последнего броска» на Сталинград. Немцы, несомненно, перестали бы придерживаться мнения о «трудном положении» Красной армии, если бы знали, что советская сторона смогла сосредоточить более полумиллиона пехоты, 900 новых танков Т-34, 230 полков полевой артиллерии и 115 полков «Катюш» на небольшом фронте наступления по обеим сторонам Сталинграда.

Командующий 6-й армией Паулюс и новый начальник Генштаба Цайтцлер настаивали на прекращении штурма Сталинграда, но Гитлер был непреклонен. По его мнению, существовала настоятельная военно-экономическая потребность в Сталинграде, но на самом деле — это был вопрос престижа. Гитлер неоднократно повторял, что если он не получит нефть Майкопа и Грозного, то войну следует вообще прекратить. Эта цель была практически достигнута: ведь вермахт севернее Сталинграда вышел к Волге и перекрыл для СССР связь с югом. Вопреки этому очевидному положению вещей, Гитлер продолжал настаивать на своем — 8 ноября в речи по случаю годовщины «Пивного путча» он указал на огромное значение Сталинграда как транзитного пункта для вывоза пшеницы с Кубани и Украины.