Белоэмигрант И. А. Поляков писал: «В течение всего мая и особенно между 20-м и 26-м числом войска генерала Мамантова, оперировавшие в районе Нижне-Чирской станицы, выдержали сильнейший напор противника с северо-запада и юга, и только ценой непомерного их упорства атаки красных были отбиты. Но казачьи части из-за недостатка патронов понесли большие потери».
В том же мае 1918 года генерал-майор К. К. Мамантов назначается командующим Цимлянской группой войск Донской армии, действовавшей на царицынском направлении. Группа была по своему составу сильнейшей в армии белоказаков Дона: 397 офицеров, 12 056 казаков, 28 орудий, 88 пулеметов, один бронепоезд, один бронеавтомобиль и несколько аэропланов. Но и задача перед ней стояла трудновыполнимая – захватить красный Царицын. Взятие его обеспечивало Новочеркасск и Ростов от удара с востока и позволяло контролировать важный в ходе Гражданской войны Волжский речной путь.
В это время к Царицыну отступали под давлением немцев с Украины красные войска – 3-я и 5-я Украинские советские армии. С их приходом силы защитников Царицына доходили до 40 тысяч человек. Было вырыто три линии окопов, которые защищались глубокими оврагами и балками перед ними. По круговой железной дороге курсировало несколько бронеплощадок, с Волги красных поддерживали огнем своих орудий корабли Волжской военной флотилии. Правда, отряды защитников города не отличались дисциплиной: председатель Реввоенсовета Троцкий называл отряды красных партизан «полубандитскими».
В ночь на 21 июля части генерал-майора К. К. Мамантова переправились на левый берег Дона и перешли в наступление на Царицын. Белоказаки с ходу прорвали несколько линий обороны противной стороны и двинулись к станции Воропоново, всего в 15 километрах от города. Стремительной атакой фронт красных был рассечен на две части.
Ожесточенные бои, доходившие до рукопашных схваток, продолжались с 2 до 7 августа. Силы оказались неравными, и белые не смогли взять с налета сам Царицын. Мамантову пришлось отвести свои поредевшие полки за Дон, чтобы там получить пополнение, восполнить боезапасы и произвести перегруппировку сил.
В том же августе месяце К. К. Мамантов назначается командующим Восточным (Царицынским) фронтом Донской белоказачьей армии. По распоряжению начальника ее штаба генерала И. А. Полякова мамантовские войска получают на усиление из состава Молодой Донской армии (казаки 19–20 лет) два пластунских полка, 2-ю Донскую казачью дивизию, две тяжелые батареи (с ограниченным запасом снарядов) и саперный батальон.
Новое наступление на Царицын началось 9 сентября. Теперь город обороняла красная 10-я армия под командованием К. Е. Ворошилова (почти 50 тысяч бойцов, 180 орудий) с Волжской военной флотилией. В тылу белоказаков у Сарепты неожиданно появилась «Железная дивизия» Д. П. Жлобы, самовольно ушедшего с Кубани из-за конфликта с красным главнокомандующим И. Л. Сорокиным.
Войсковой атаман П. Н. Краснов писал: «…Два раза казачьи части генерала Мамантова подходили к Царицыну, занимали уже Сарепту, и оба раза вынуждены были отходить. Не было тяжелой артиллерии, чтобы парировать огонь Царицынских батарей, мало было сил, чтобы преодолеть и взять опутанную проволокой и весьма пересеченную оврагами Царицынскую позицию».
Красный Царицын устоял во второй раз. На исходе этого наступления фронт белоказаков оказался на линии станций Кровузгинская – Гнилоаксайская. В это время положение Области войска Донского изменилось к худшему. Теперь его границы со стороны Украины, откуда ушли германские и австрийские войска, оказались открытыми для ударов красных.
Мамантов стал готовить третье наступление на Царицын, который историки Гражданской войны называли «красным Верденом». Численность мамантовской белоказачьей группировки, благодаря поголовной мобилизации на Дону, впервые удалось довести до большой численности (15 700 штыков и 16 200 сабель). Имелось несколько бронепоездов, захваченных у красных. Были созданы (по примеру деникинской Добровольческой армии) отдельные ударные офицерские батальоны по 60–80 штыков в каждом. Но эти силы продолжали заметно уступать по численности и вооружению защитникам Царицына.
19 декабря началось третье и последнее наступление на Царицын. В ходе боев, которые шли две недели, белоказаки смогли замкнуть кольцо окружения города, в который красные отошли с большими потерями. Но дальше дело застопорилось.
В новогоднюю ночь казачьи части генерала А. В. Голубинцева захватили Дубовку, станицу астраханского казачества севернее Царицына. В третий раз была взята Сарепта. Город обстреливался артиллерией и бомбился с аэропланов. Белоказаки по льду вышли на правый берег Волги. Мамантов понимал, что перенапряжение сил велико (в бой вводились последние резервы), и ожидал помощи от Добровольческой армии, которая завершала освобождение Северного Кавказа от красных.