В оккупации оказались 14 районов Сталинградской области. Немцы подошли вплотную к самому Сталинграду с запада и юго-запада. Враг был у Тракторного завода – в 3 километрах от центра города. Дальнейшая оборона города была возложена на попавшую в «подкову» противника 62-ю армию генерал-лейтенанта В. И. Чуйкова и 64-ю армию генерал-майора М. С. Шумилова. Обе армии были значительно ослаблены в ходе предыдущих боев. 62-я армия имела в своем составе всего около 50 тысяч человек, в то время как немцы развернули для решающего штурма Сталинграда 13 дивизий (до 170 тысяч человек, около 3 тысяч орудий и минометов и 500 танков). С воздуха их поддерживала тысяча самолетов люфтваффе. 13 сентября немцы начали штурм города.
На совещании, состоявшемся в ставке Гитлера в районе Винницы, обсуждался ход наступления немецких войск под Сталинградом. «Русские на грани истощения своих сил, – заявил Гитлер, – к ответным действиям широкого стратегического характера, которые могли бы быть для нас опасными, они больше не способны. Кроме того, северный фланг на Дону получит значительное подкрепление со стороны войск союзников… В остальном надо заботиться о том, чтобы скорее взять город в свои руки, а не допускать его превращения во все пожирающий фокус на длительное время».
Закончились бои за внутренний оборонительный обвод Сталинграда. Немецкие войска начали штурм города ударными танковыми и моторизованными частями. С этого дня и до 2 февраля 1943 года бои на улицах города не прекращались ни на один день. Командовал 6-й немецкой армией, которой Гитлер дал приказ взять Сталинград, Фридрих Вильгельм Эрнст Паулюс. Он родился в 1890 году в семье книготорговца, выпускник Мюнхенского университета, участник двух мировых войн. Был своеобразным генералом. Например, в 1942 году, вступив в командование 6-й армией, отменил действовавшие ранее приказы генерал-фельдмаршала фон Рейхенау о сотрудничестве с карательными отрядами СС и СД, а также приказ о казни политических работников противника. В июле 1942 года провел успешную операцию у Острова, взяв в плен около 55 тысяч советских солдат и уничтожив около тысячи танков. 13 сентября 1942 года взял Мамаев курган, понеся огромные потери в шестидневной битве за него. Его звезда закатилась под Сталинградом 31 января 1943 года, когда его 6-ю армию (270 тысяч человек) окружили и заставили капитулировать наши войска. После этого, находясь в советском плену, поколебавшись год, вступил в антифашистский Союз немецких офицеров. 8 августа 1944 года выступил по радио с антифашистским заявлением, призвав немецкие войска выступить против Гитлера. В тот же день его семья в Германии была арестована. В 1946 году был свидетелем обвинения на Нюрнбергском процессе. Долгое время находился в различных тюрьмах СССР, но осужден не был. 24 октября 1953 года передан властям ГДР и освобожден. В 1950-е годы активно осуждал политику Западной Германии. Умер в 1957 году.
Западнее Сталинграда немецко-фашистские войска непрерывно атакуют. Советские части отбивают атаки численно превосходящих сил противника. Отдельная рота противотанковых ружей под командованием тов. Герасимова уничтожила 19 немецких танков.
Летчик 15-го истребительного авиационного полка лейтенант Н. П. Токарев во время воздушного боя с превосходящими силами врага в районе Сталинграда, израсходовав все боеприпасы, таранил немецкий бомбардировщик. Самолет противника рухнул на землю. Лейтенант Токарев погиб.
Сталинградский тракторный завод прекратил выпуск танков и переведен на ремонт боевой техники. На заводе организован особый ремонтно-восстановительный батальон, впоследствии влившийся в состав 62-й армии.
Начальник Генштаба А. М. Василевский и Г. К. Жуков, прибывший 12 сентября в Москву из Сталинграда, вместе посидев над картой, посоветовавшись с работниками Генштаба, отправились к Сталину со своим планом дальнейших действий на Сталинградском фронте: упорной обороной измотать противника и одновременно начать подготовку к большому контрнаступлению. Это был замысел, которому после материализации суждено было стать классикой Второй мировой войны. Вначале Сталин не проявил особого интереса к этой идее, заметив, что сейчас самое главное – удержать Сталинград, не допустить немцев дальше к Камышину.
Историк Д. А. Волкогонов в своей книге «Триумф и трагедия» писал: «Озарение… посетило не Сталина, а быстро растущих военачальников… Озарение, как проявление оригинальной идеи, основанной на постижении скрытых от внешнего обозрения закономерностей и тенденций бытия, Сталину было незнакомо. Он чаще шел к какому-то решению путем постепенных шагов… Однако Сталин, постепенно поняв идею, своей волей, приказами и директивами сделал ее собственной».