Советские войска 21-й и 63-й армий перешли в наступление, в ожесточенной борьбе форсировали Дон и захватили плацдарм на правом берегу реки. Но сил для развития успеха не хватило.
Гитлеровцы, в свою очередь, форсировали Дон и захватили переправы, а также плацдарм на левом берегу в районе селений Вертячий, Песковатка. Группа в 150 танков из 14-й танковой дивизии вермахта атаковала наши части в районе селения Сёмкин.
На Сталинградское направление прибыла 298-я стрелковая дивизия (генерал-майор Н. А. Васильев). С 23 августа дивизия вела боевые действия в районе Паньшино – Котлубань – Самофаловка, имея задачу не допустить расширения плацдарма противника на восточном берегу р. Дон.
Немецкое командование готовило главный удар из района Плодовитое в направлении на Красноармейск. Эта группировка начала наступление к исходу дня. До 150 вражеских танков вышли в район селения Дубовый Овраг.
Противник силами до одной дивизии форсировал реку Дон на участке Верхнегниловский – Песковатка.
До осады в Сталинграде проживало 525 тысяч жителей, к началу Сталинградской битвы – около миллиона (в т. ч. многие эвакуированные с Украины, из Белоруссии и Ростовской области). С начала боевых действий на территории области из Сталинграда было эвакуировано до 100 тысяч человек, из них местных жителей 35–40 тысяч.
Противник пытается нанести удар между железной дорогой и цепью озер Сарпа, Цаца и подойти к Сталинграду с юга. 64-я армия сдерживает продвижение врага.
Вражеская авиация за день совершила пять налетов на город.
На сталинградское направление передана 84-я стрелковая дивизия (генерал-майор П. И. Фоменко).
Начали боевую работу на сталинградском направлении части 62-й авиационной дивизии дальнего действия (генерал-майор авиации Г. Н. Тупиков), совершая в среднем по 2 боевых вылета за ночь.
14-й танковый корпус гитлеровцев вышел к Волге севернее Сталинграда в районе Латошинка – Рынок. Бронированный кулак из 250 танков с легкостью прошел через наши войска, вооруженные в лучшем случае винтовками Мосина. Движение судов по Волге прекратилось.
Войска Сталинградского и Юго-Восточного фронтов оказались расчленены восьмикилометровым коридором, по которому двинулись танковые части армии Паулюса. Оказавшись в 2–3 километрах от тракторного завода, гитлеровцы отрезали 62-ю армию от основных сил с севера.
На север города было брошено все: дивизия НКВД, курсанты военно-политического училища, отряд морской пехоты, истребительные батальоны, части народного ополчения и 60 танков сталинградского тракторного завода, только сошедшие с конвейера. Городской комитет обороны Сталинграда принял решение о приведении в полную боевую готовность отрядов народного ополчения (80 тысяч человек); началось формирование рабочих отрядов.
Сталин отправил телеграмму командованию Сталинградским фронтом:
«Противник прорвал ваш фронт небольшими силами. У вас имеется достаточно возможностей, чтобы уничтожить прорвавшегося противника. Соберите авиацию обоих фронтов и навалитесь на прорвавшегося противника. Мобилизуйте бронепоезда и пустите их по круговой железной дороге Сталинграда. Пользуйтесь дымами, чтобы запутать врага. Деритесь с прорвавшимся противником не только днем, но и ночью. Используйте вовсю артиллерийские… силы. … Самое главное – не поддаваться панике, не бояться нахального врага и сохранить уверенность в нашем успехе».
Сталин в Кремле вспомнил оборону Царицына времен Гражданской войны: какие дымы могут быть в яростном ближнем бою, какие бронепоезда, когда враг уже вышел на окраины города, да и имелись ли в Сталинграде в 1942 году бронепоезда?
В течение 23 августа вся авиация 4-го воздушного флота германских ВВС практически безнаказанно совершила на Сталинград около 2 тысяч самолето-вылетов. 90 самолетов защитники города сбили, но зенитный огонь был малоэффективен. При бомбардировках погибли свыше 40 тысяч сталинградцев, более 150 тысяч получили ранения. Город, протянувшийся на 50 километров вдоль Волги, был объят пламенем. Совинформбюро ничего об этом не сообщило. На протяжении следующей недели в сводках опять туманно говорилось об ожесточенных боях к северо-востоку и к северо-западу от Сталинграда, с неизменными рассказами о том, как красноармеец Иванов на энском фронте сбил из винтовки уже второй «мессер», а группа колхозников, вооруженных вилами, взяла в плен роту немцев.