Во второй половине августа 1942 г. Северо-Кавказский фронт отошел на рубеж, который был запланирован С.М.Буденным в качестве линии уверенного сопротивления: Главный Кавказский хребет и река Терек. Для прикрытия района Махачкалы, Грозного и Владикавказа на рубеж р. Терек были выдвинуты 44-я армия генерал-майора И.Е.Петрова (223, 414-я и 416-я стрелковые дивизии, 9-я и 10-я стрелковые бригады) и 9-я армия генерал-майора В.Н.Марценкевича (389, 151-я и 392-я стрелковые дивизии и 11-й гвардейский стрелковый корпус из трех стрелковых бригад). Гвардейский стрелковый корпус был переформирован из парашютных частей, находившихся в Закавказье. В целях установления более тесного взаимодействия эти армии были объединены в Северную группу войск Закавказского фронта. 11 августа в состав этой группы была также включена 37-я армия, занявшая оборону по реке Бак-сан. Резерв командующего группой составляли 89-я и 417-я стрелковые дивизии и 52-я танковая бригада. Последняя имела в своем составе 10 KB, 20 T-34 и 16 Т-60. В конце августа в состав Северной группы войск прибыли 249, 258-й и 563-й отдельные танковые батальоны, вооруженные танками английского и американского производства. Железная дорога, связывавшая Кавказ с центральными районами СССР, была перерезана еще в конце июля, но шедшие через Иран поставки техники по ленд-лизу попадали прямиком на Кавказ. Это обусловило высокий процент иностранных машин в танковых частях и соединениях на этом направлении в боях осени 1942 г.

В резерве Закавказского фронта с 28 августа формировалась 58-я армия генерал-майора В.А.Хоменко (317, 328-я и 337-я стрелковые дивизии). Таким образом, к началу оборонительной операции на предложенном С.М.Буденным рубеже в состав Северной группы входили 44, 9, 37-я и 58-я армии. Теперь предстояло вести бои, не имея уже возможности отступить на значительное расстояние.

Для проведения операции в направлении Грозненских нефтепромыслов командованием группы армий «А» был выделен ХХХХ танковый корпус, в который передавалась из III корпуса Э. фон Маккензена 13-я танковая дивизия. Одновременно из состава армии Клейста вновь была изъято подвижное соединение и направлено на сталинградское направление. 16-я моторизованная дивизия была исключена из состава III корпуса и направлена под Элисту прикрывать фланг 4-й танковой армии Г.Гота, обращенный к Калмыцким степям.

Терек, который сам по себе был серьезным препятствием, был укреплен занявшими позиции на его рубеже войсками Северной группы. Только в результате упорной борьбы немцам в первых числах сентября удалось образовать силами 23-й танковой дивизии плацдарм в районе Моздока. За это поплатился командующий 9-й армией генерал-майор В.Н.Марценкевич, замененный на генерал-майора К.А.Коротеева.

На плацдарм сразу последовали массированные атаки войск 9-й армии при поддержке танков. Только 11 сентября 52-я танковая бригада атаковала силами 30 тяжелых и средних танков. Однако, как и под Воронежем, сами по себе массированные атаки ничего не решали: за день боя бригада потеряла 14 T-34 и 2 КВ. Командир бригады был смещен, и его место занял майор В.И.Филиппов. Активное участие в отражении наступления противника также приняла авиация. Основные силы немецких ВВС были сосредоточены под Сталинградом и на туапсинском направлении, и 1-ю танковую армию осталось поддерживать только незначительное количество истребителей.

14 сентября был захвачен еще один плацдарм, на этот раз не без помощи «Бранденбурга». Ими был захвачен 1200-метровый мост на железной дороге Ростов — Грозный — Баку. Мост был заминирован 4,5 тонны взрывчатки, но диверсантам удалось предотвратить его взрыв. С этого плацдарма 13-я танковая дивизия стала развивать наступление на Малгобек. Вновь в ответ последовали контрудары Северной группы войск. В итоге боев ХХХХ корпусу удалось образовать плацдарм шириной 40 км и глубиной 20 км. От развития наступления на грозненском направлении пришлось отказаться. На грозненском направлении до 25 октября немцы активных действий не предпринимали. Дальнейшие усилия 1-й танковой армии немцев были сосредоточены в излучине Терека, в направлении на Орджоникидзе.

Пока 1-я танковая армия пыталась пробиться к нефтяным месторождениям, 17-я армия Руофа вытесняла советские войска с Таманского полуострова и побережья Черного моря. Не добившись решительного результата на туапсинском направлении, Руоф сосредоточил усилия на правом фланге своей армии. Для проведения этой операции V армейский корпус 17-й армии был снят с туапсинского направления и переброс шен в район юго-западнее Краснодара.

С 19 августа на новороссийском направлении развернулись ожесточенные бои. Обороняла город 47-я армия Северо-Кавказского фронта в составе 77-й и 216-й стрелковых дивизий, 103-й стрелковой бригады, 83-й морской стрелковой бригады, 1-й сводной бригады морской пехоты и других частей. Всего к 18 августа численность защитников Новороссийска составляла около 15 тыс. человек. Поддержку с воздуха обеспечивали 112 самолетов типа Ил-2, МБР-2, И-16 и И-15. Прорваться к Новороссийску с ходу противнику не удалось. Упорная оборона 47-й армии заставила 17-ю армию 25 августа приостановить наступление.

После рокировки с туапсинского направления 125-й пехотной дивизии 28 августа противник возобновил наступление на этом направлении, прорвал оборону 47-й армии на ее левом фланге и к 31 августа вышел на Черноморское побережье и занял город Анапу. Части морской пехоты, действовавшие на Таманском полуострове, оказались отрезанными от основных сил 47-й армии. 1 сентября противник начал переправу войск из Крыма на Таманский полуостров. Оборонявшие полуостров части морской пехоты оказались в тяжелом положении. 5 сентября по решению командования они были эвакуированы морем в Геленджик.

Еще 1 сентября на основании директивы Ставки Верховного Главнокомандования войска Северо-Кавказского фронта были преобразованы в Черноморскую группу и вошли в состав Закавказского фронта. Командовать фронтом остался И.В.Тюленев, Черноморскую группу войск возглавил Я.Т.Черевиченко, а С.М.Буденный был вызван в Москву в распоряжение Ставки ВГК. Фактически руководство Северо-Кавказским фронтом стало последней попыткой Семена Михайловича вернуться к активной деятельности как военачальника. В целом можно сказать, что под его руководством войскам фронта удалось обойтись без намеченного немцами окружения южнее Дона. Однако прорыва горных егерей через перевалы ему не простили. Так или иначе, фронт возглавил попавший в опалу после Умани И.В.Тюленев.

В начале сентября бои вокруг Новороссийска развернулись с новой силой. Пользуясь низкой активностью авиации противника, в обороне участвовали корабли Черноморского флота. 5 сентября обстрел наступающих на город немецких соединений вел лидер «Харьков» и эсминец «Сообразительный». Но 7 сентября к Новороссийску все же прорвалась 9-я пехотная дивизия немцев. После трехдневных ожесточенных уличных боев советские войска вынуждены были 10 сентября оставить большую часть Новороссийска. За прорыв противника к Новороссийску Г.П.Котов был снят с должности командующего 47-й армией, и его место занял А.А.Гречко. Попытки противника развить дальнейшее наступление вдоль Черноморского побережья успеха не имели.