Армия Врангеля 20–22 мая форсировала Есауловский Аксай — последний водный рубеж на пути к Царицыну. Однако у нее почти не осталось пехоты и было очень мало артиллерии. Деникин обещал подбросить и то и другое, иначе штурм Царицына становился невозможен. 21 мая Врангель узнал, что вместо обещанной ему 7-й пехотной дивизии будет прислан 1 — й пехотный полк, насчитывавший всего несколько сотен штыков. Однако железнодорожный мост через Сал был взорван красными, и на его восстановление требовалось еще не менее двух недель, так что отправленные главнокомандующим несколько танков не могли прибыть на фронт ранее 5 июня. Упорные бои на Есауловском Аксае продолжались до 24 мая.

Включенное в мемуары Врангеля описание ночи перед атакой свидетельствует о том, что генерал был не чужд романтики: «С тех пор, как бывший в моем резерве 4-ый конный корпус вошел в общую линию боевого порядка, я непосредственно управлял войсками, следуя верхом при 4-ом корпусе. В ночь на 27-ое перед атакой армия ночевала в поле. Стояла тихая звездная ночь. Воздух напоен был степным ароматом. Далеко по степи раскинулись бивуаки полков. Я спал на бурке, подложив под голову подушку седла. Кругом слышались голоса казаков, фыркали кони, где-то далеко на заставе слышались выстрелы. Казалось, что история перенесла нас на целый век назад, в эпоху великих войн, когда не было ни телеграфов, ни телефонов и вожди армий сами водили войска в бой».

Противостояние было жестким, противники сосредоточили на царицынском рубеже серьезные силы: «На рассвете армии дружно атаковали позицию красных, 3-я Кубанская дивизия во главе с храбрым генералом Павличенко прорвала фронт противника, 2-ой Кубанский корпус, преследуя врага по пятам, занял станцию Тингугу По мере приближения к Царицыну противник оказывал всё более ожесточенное сопротивление. В Царицыне лихорадочно сосредоточивались красные части на поддержку разбитой X армии. Сюда была стянута почти вся XI армия с Астраханского направления. С фронта адмирала Колчака подошла дивизия коммунистов. Из 16-ти городов центральной России подвезено было 8000 человек пополнения. К коннице Думенко, из 8-ми полков, подошли 1500 всадников конницы Жлобы. Из Астрахани в Царицын прибыло два миноносца. Суда и баржи Волжской флотилии были вооружены не только легкой, но и тяжелой артиллерией. В распоряжении противника находилось несколько бронепоездов. В бою на реке Царице части вновь понесли тяжкие потери. Однако близость Царицына, сулившего отдых после тяжкого непродолжительного похода, вселяла в войска силы, и они с неудержимым порывом шли вперед. 29-го мая 2-ой и 4-ый корпуса подошли к реке Червленной, с боем форсировали ее и сбили державшегося на северном берегу противника. В то же время 1-ый корпус после упорного боя овладел станцией Кривомузгинской, захватив здесь около 2000 пленных».

Обещание, данное Врангелем главнокомандующему, было выполнено: «Неотступно преследуя противника, моя конница в самых тяжелых условиях пересекла безлюдную и безводную калмыцкую степь, преодолела ряд укрепленных и отчаянно оборонявшихся противником рубежей и подошла к Царицыну, „Красному Вердену“[15], как именовали его большевики, пройдя около 300 верст, в назначенный мною Главнокомандующему трехнедельный срок. Намечая этот срок, я правильно учел обстановку. В то же время обещание Главнокомандующего дать мне необходимые для завершения операции силы и средства исполнено не было. Развивавшиеся успехи на Харьковском направлении поглощали всё внимание Главнокомандующего, и Царицынское направление в глазах генерала Деникина стало второстепенным».

Поскольку на пехотные подкрепления в скором времени рассчитывать не приходилось, Врангель попытался взять Царицын кавалерийской атакой. Он опасался, что, если промедлить, противник успеет подтянуть свежие силы и сам перейдет в контрнаступление, которое Кавказская добровольческая армия, с ее растянутыми коммуникациями и плохим снабжением, могла не выдержать. А отступать пришлось бы по бедным и безводным калмыцким степям.

Корпусу генерала Улагая было приказано наступать на Царицын с юга, через Воропоново, корпус генерала Шатилова должен был наступать с запада, а корпусу генерала Покровского предстояло атаковать вдоль железной дороги Лихая — Царицын и направить одну бригаду в окрестности станции Котлубань, чтобы отрезать красным путь отхода на северо-запад.

Наступление развивалось успешно. 30 мая Улагай после жестокого боя взял Теплые Воды, в десяти километрах от Царицына, корпус Шатилова подошел к реке Ягодной, а корпус Покровского овладел станцией Карповка. Однако тяжелая артиллерия с судов красной Волжской флотилии остановила продвижение кубанцев Улагая. Генерал предложил часть своих сил передать Шатилову для атаки города с запада. Врангель эту идею одобрил.

Новая атака белых на Царицын началась на рассвете 1 июня после перегруппировки. В группу генерала Шатилова были объединены 4-й конный корпус, 2-я Кубанская дивизия, три полка 1-й Кубанской дивизии и 3-я пластунская бригада. Ударная группа сосредоточилась в районе Гавриловка — Варваровка.

Как раз перед наступлением, вечером 31 мая, был получен подписанный накануне приказ Деникина о его подчинении адмиралу Колчаку. Врангель прокомментировал в мемуарах это событие: «Объединение всех борющихся против общего врага русских сил, несомненно, усиливало наше положение и значение нашего дела в глазах мира. Генерал Деникин, подчинившись адмиралу Колчаку в дни блестящих успехов своих войск, давал пример гражданского долга».

Но отдавая должное патриотизму Деникина, Врангель и на этот раз не мог устоять перед искушением покритиковать своего бывшего командира: «По форме я находил приказ неудачным. Упоминание о том, что „в глубоком тылу зреет предательство на почве личных честолюбий, не останавливающихся перед расчленением Великой, Единой России“, имевшее, очевидно, в виду „самостийные группы казачества“, должно было произвести на войска, далекие от политики и мало осведомленные о борьбе главного командования с этими группами, неблагоприятное впечатление. Неудачна была и фраза о том, что генерал Деникин, „отдавая свою жизнь горячо любимой Родине и ставя превыше всего ее счастье“, подчиняется адмиралу Колчаку Добровольное подчинение в интересах Родины не только не требовало „отдать жизнь“, но и не должно было быть жертвой для честного сына Отечества…»

Армии Врангеля удалось прорвать фронт красных, занять станции Басаргино, Воропоново, Крутенькая и подойти к последнему оборонительному рубежу перед Царицыном: станция Елыыанка и село с тем же названием, станция Садовая, станция Гумрак.

Но 2 июня наступление Шатилова захлебнулось под мощным огнем неприятельских батарей и бронепоездов — сказался недостаток снарядов. За два дня боев группа Шатилова потеряла более тысячи человек.