Третий полк, 211-й, с помощью штурмовых орудий 245-го дивизиона попытался выбить бойцов 42-й бригады полковника Батракова из Дубовой балки и развалин МТС, где был опорный пункт моряков. Согласно немецким донесениям, ближний бой с использованием гранат и взрывчатки не дал результатов, а «штуги» не могли подъехать близко к краю оврагов. Роты несли потери, раненых не могли вынести из-за сильного пулеметного огня. Ближе к вечеру, в горячке боя командир батареи «штугов» (Stug III) 245-го дивизиона гауптман Вольдемар Лутц неосмотрительно высунулся из люка, чтоб оценить обстановку, и тут же свалился обратно, убитый прямо в сердце неизвестным русским стрелком.
Рано утром 16 сентября на южном берегу Царицы около железнодорожного моста показалась моторизированная пехота группы «Эдельхейм» 24-й танковой дивизии. Мост охраняли остатки 399-я сд, около восьмидесяти человек, и бойцы 84-го строительного батальона и 91-й роты охраны. После непродолжительной артподготовки немецкая пехота из 26-го гренадерского полка на бронетранспортерах рванула через мост и в 6:00 захватила плацдарм на северном берегу.
Гренадеры, разместившись в неглубоких траншеях, стали ожидать появления своих соседей из 71-й пехотной дивизии. Авиация люфтаваффе ожесточенно бомбила центр города и район «партийных зданий», так немцы называли квартал между улицей Гоголя и Комсомольским сквером. Но вскоре начался сильный артиллерийский и минометный обстрел небольшого плацдарма, а среди частных домов по обеим сторонам железнодорожного полотна показались советские бойцы. Последовала атака бойцов 270-го полка дивизии НКВД, и немцы, унося убитых и раненых, отошли обратно на южный берег. Ночью по заболоченной пойме Царицы, разделявшей противников, начали выходить из окружения советские части.
Из бомбоубежища на Пушкинской через восточный берег в район пристани завода «Красный Октябрь» ночью 16 сентября эвакуировался штаб 62-й армии. Начальник штаба Крылов отправился сразу на новое место, а командарм Чуйков и член ВС фронта Гуров, решив отмокнуть в бане, едва не опоздали на последний бронекатер, чудом избежав тем самым военного трибунала (с наступлением дня переправы в центре прекращали работу).
Из донесения в НКВД СССР о ходе боев в Сталинграде от 16 сентября: