Со своей стороны советское командование активно готовилось к развитию наступления на запад и сокрушению окруженных в Сталинграде войск противника. 8 декабря последовала директива Ставки ВГК № 170699 на формирование 5-й ударной армии в составе 4-й гвардейской, 258, 300, 315-й и 87-й стрелковых дивизий, 4-й механизированный корпус, 7-й и 23-й танковые корпуса и 3-й гвардейский кавалерийский корпус. Армия, которую возглавил генерал-лейтенант М.М.Попов, развернулась между 51-й армией Сталинградского фронта и 5-й танковой армией Юго-Западного фронта на внешнем фронте окружения Сталинграда. В район Сталинграда несколько позже прибыла 2-я гвардейская армия под командованием генерал-лейтенанта Р.Я.Малиновского. Первоначально ее планировалось использовать для проведения операции «Сатурн» (развития наступления под Сталинградом) из района Калача в направлении на Ростов — Таганрог. Погрузка частей армии в эшелоны для следования на фронт началась в первых числах декабря. В сутки грузилось 18 и больше эшелонов, а всего для перевозки использовалось 165 железнодорожных составов. Разгрузка производилась северо-западнее Сталинграда, на станциях Иловля, Арчеда, Калинине, Липки, Качалино, разъездах Тишкин, 536-й км. Первые эшелоны стали прибывать к местам разгрузки 10 декабря и сразу же направлялись в район сосредоточения — Вертячий, Песковатка.

Пока каждая из сторон готовилась к реализации собственных планов, не зная, какие сюрпризы готовит противник. К вечеру 11 декабря в районе Котельниково сосредоточился LVII танковый корпус в составе 6-й и 23-й танковых и 15-й авиаполевой дивизий. Основные силы 4-й румынской армии были перегруппированы к востоку от Котельниково. Операция по деблокированию армии Паулюса получила кодовое наименование «Зимняя гроза» (Wintergewitter).

Утром 12 декабря LVII танковый корпус перешел в наступление по обе стороны железной дороги. Противником наступающих танковых дивизий стали 302-я и 126-я стрелковые дивизии 51-й армии. Под ударами танков советские войска вынуждены были отойти на р. Аксай. Свежая танковая дивизия была сильным аргументом. Переправившись через р. Аксай, 6-я танковая дивизия вышла к селению Верхне-Кумский. Ей навстречу были выдвинуты части 4-го механизированного корпуса В.Т.Вольского. Механизированные бригады подходили к Верхне-Кумскому с трех сторон, намереваясь окружить и уничтожить прорывающуюся к Сталинграду 6-ю танковую дивизию. Командир дивизии Эрхард Раус принял нестандартное решение: небольшими частями закрепиться в Верхне-Кумском, а боевой группой вокруг танкового полка обходить селение против часовой стрелки, каждый раз сталкиваясь с механизированной бригадой корпуса В.Т.Вольского (уже успевшего понести потери в ходе окружения сталинградской группировки) при своем численном превосходстве. В итоге 13 декабря разыгралось «вращающееся» танковое сражение, в котором проявились качества модернизированных танков Pz.IV с длинноствольным орудием в качестве танкоборцев.

Прорыв к р. Аксай и начавшееся перемалывание соединений 51-й армии означали реальную опасность прорыва внешнего фронта окружения. Ставкой ВГК были немедленно приняты меры по построению плотного заслона на пути прорывающегося к Сталинграду танкового клина немцев. Уже 14 декабря в 22.30 директивой № 170708, адресованной своему представителю А.М.Василевскому, Ставка ВГК потребовала: «Ввиду изменившейся обстановки на юге осуществление первого этапа операции «Кольцо» отложить» (Русский архив: Великая Отечественная: Ставка ВГК. Документы и материалы. 1942 г… С. 467). Соответственно 2-ю гвардейскую армию предлагалось «форсированным маршем двинуть на юг и расположить в тылу частей, действующих против котельниковской группы противника» (там же).

Пока шло сосредоточение 2-й гвардейской армии, 51-я ударная армия продолжила сражение с пробивающейся к Сталинграду группировкой противника. Атака Гота 16 декабря сводным танковым полком из танков 6-й и 17-й танковых дивизий успеха не принесла. На следующий день немецкие подвижные соединения были вынуждены атаковать хорошо окопавшихся советских пехотинцев своей мотопехотой.

Тем временем войска 2-й гвардейской армии 17 декабря силами двух дивизий и одного механизированного корпуса лишь начинали сосредоточиваться на оборонительном рубеже. В 24.00 приказом командующего Сталинградским фронтом 87-я стрелковая дивизия, 4-й кавалерийский корпус и 4-й механизированный корпус со всеми средствами усиления были подчинены командующему 2-й гвардейской армией Р.Я.Малиновскому.

19 декабря сражение достигло своей критической точки. LVII танковый корпус в этот день продвинулся дальше на север до реки Мышкова. Его передовой отряд находился в 48 км от южного участка внутреннего фронта окружения сталинградского «котла». Для качественного изменения обстановки достаточно было пробить узкий коридор, в который можно было протолкнуть колонны снабжения. Для этой цели командование группой армий «Дон» держало наготове позади наступающих соединений 4-й танковой армии автоколонны с 3000 т горючего, боеприпасов и продовольствия, а также тягачи, которые должны были обеспечить подвижность части артиллерии 6-й армии.

Одновременно продолжалось сосредоточение 2-й гвардейской армии на рубеже реки Мышкова. 19 декабря прибыл 7-й танковый корпус П.А.Ротмистрова, насчитывавший 92 танка, в том числе 20 КВ и 41 Т-34. Также в подчинение Р.Я.Малиновского прибывал 2-й гвардейский механизированный корпус генерал-майора К.В.Свиридова. Это было танковое соединение, переформированное из пехоты. Корпус был сформирован в ноябре 1942 г. в Тамбовской области на базе 22-й гвардейской стрелковой дивизии. На рубеж реки Мышкова также выдвигались стрелковые соединения, в частности 13-й гвардейский стрелковый корпус генерал-майора П.Н.Чанчибадзе.

19 декабря Манштейн направил подчиненному ему командующему 6-й армией приказ: «6-й армии в ближайшее время перейти в наступление «Зимняя гроза». При этом необходимо предусмотреть установление в случае необходимости связи с LVII танковым корпусом через реку Донская Царица для пропуска колонны автомашин с грузами для 6 армии» (Манштейн Э. фон Указ. соч. С. 582). Приказ, как мы видим, довольно размытый, без прямого указания срока начала наступления навстречу Готу. Четкого приказа от Манштейна или Гитлера на операцию «Удар грома» (прорыв из окружения) 6-я армия так и не получила.

Тем временем LVII танковый корпус упорно пробивался к армии Паулюса. К 24 декабря до армии Паулюса оставалось всего 33 километра. За десять дней наступления с боями была пройдена большая часть расстояния, отделявшего деблокирующую группу от 6-й армии, — 80 км. В 6-й танковой дивизии, несмотря на потери, еще оставалось достаточно танков для последнего удара. К 20 декабря в дивизии было 62 боеготовых танка из 141 боевой машины, числившейся в соединении Рауса на 14 декабря. Людские потери 6-й танковой дивизии за десять дней наступления составили 1100 человек.

Однако 24 декабря 6-я танковая дивизия получила приказ на марш в новый район сосредоточения. По степи растянулась многокилометровая колонна танков, бронетранспортеров и автомашин. Наступление LVII танкового корпуса лишилось своего самого сильного соединения. Судьба армии Паулюса была решена.

Кольца «Сатурна». Наступление Манштейна было прервано успешным наступлением Юго-Западного фронта против армейской группы Холидта и 8-й итальянской армии.