但此時，頓河西岸蘇聯紅軍的處境非常困難，兩翼都陷入了德軍包圍。
1942年7月28日，蘇聯紅軍從羅斯托夫撤退。
1942年7月3o日，希特勒又作了一個影響命運的決定。他宣布“因為高加索的命運，是將要在斯大林格勒決定，所以由於這個會戰的重要性，遂有從a集團軍群抽調兵力，以增強b集團軍群的必要。”
於是，霍特的第4裝甲集團軍又歸還給b集團軍群，並於1942年8月1日奉命沿科捷爾尼科沃——斯大林格勒鐵路向東北方向進擊，當天迅突破了蘇第51集團軍的防線，占領了蒙特納亞。
1942年8月3日，霍特攻占了科捷爾尼科沃，接著又於5日突破了蘇第64集團軍的防禦，前出到阿勃加涅羅沃地域，但之後遭到了蘇聯紅軍越來越頑強的抵抗和反擊，霍特隻好放棄了獨立攻占斯大林格勒的想法，於1942年8月9日轉入守勢。
1942年8月19日，保盧斯和霍特重新起了進攻。保盧斯第6集團軍從斯大林格勒西北麵的特列赫奧斯特羅夫卡亞，向東南攻擊，22日突破蘇第62集團軍在韋爾加奇和彼斯科瓦特卡地段的防線，強渡頓河，占領了卡拉奇。
23日，德軍第14裝甲軍，推進到斯大林格勒北郊的葉爾佐夫卡地域，逼到伏爾加河，將蘇第62集團軍與斯大林格勒方麵軍主力分割開來。
霍特第4裝甲集團軍從南麵的阿勃加涅羅沃地區向北進攻，突破了蘇第64集團軍的防禦，29日進至城南的加夫裡洛夫卡地域，其前鋒已前出到京古塔車站。
1942年9月2日，保盧斯第6集團軍右翼與霍特第4裝甲集團軍左翼，在舊羅加奇克地區取得了聯係。
與此同時，德軍第4航空隊出動飛機幾百架，入夜又出動2ooo架次飛機對斯大林格勒進行狂轟濫炸。
鑒於斯大林格勒異常嚴峻的形勢，斯大林任命朱可夫為最高副統帥，並決定立即調撥第24、第66集團軍和近衛第1集團軍，開赴斯大林格勒。
1942年9月5日拂曉，朱可夫將3個新銳集團軍投入反擊，由於準備倉促，反擊未達到預期目標。當晚，斯大林命令朱可夫繼續衝擊。
1942年9月6日，蘇聯紅軍再次動進攻，再次失敗。
1942年9月9日，希特勒免去了利斯特元帥的a集團軍群司令的職務，由第1裝甲集團軍司令克萊斯特上將接任，第1裝甲集團軍司令則由埃貝哈德馮馬肯森將軍繼任。
克萊斯特上任後，雖然竭儘全力，也無法再前進一步。因為衝擊力喪失的主要原因是缺乏燃油。
1942年9月1o日，蘇聯紅軍試圖從北麵實施突擊，恢複同第62集團軍的聯係，又遭到失敗。
1942年9月12日，蘇聯紅軍撤至市區圍廓，外圍防禦地帶已全部喪失，德軍突破斯大林格勒城防，從南麵突進到伏爾加河，把守衛城市的第62集團軍同戰場上的其他部隊分隔開來。
1942年9月12日，希特勒從東普魯士飛抵烏克蘭的文尼察，召見了b集團軍群司令魏克斯上將和第6集團軍司令保盧斯上將，命令他們於1942年9月13日對斯大林格勒起新的進攻，並決定從高加索方向抽調9個師加強給第6集團軍。
1942年9月13日，德軍開始攻城。而在此之前，德軍容克88轟炸機用燃燒彈將市區炸成廢墟伏爾加河沿岸對斯大林格勒的水路增援也受到影響。
保盧斯第6集團軍擔當主力，從城北實施猛烈突擊。
霍特第4裝甲集團軍則從城南推進，策應保盧斯在城北的主攻。
蘇聯紅軍崔可夫中將指揮的第62集團軍和舒米洛夫少將朱，指揮的第64集團軍受領了保衛斯大林格勒市區的任務……
1942年9月14日，德軍從城北突入市區，與蘇第62集團軍展開了激烈的巷戰，雙方逐街逐樓逐屋反複爭奪……
斯大林格勒變成了一片瓦礫場，城中8o的居住區被摧毀。
在滿是瓦礫和廢墟的城中，蘇聯第62集團軍頑強抵抗，在城中的每條街道，每座樓房，每家工廠內都生了激烈的槍戰。
攻入城中的德軍死傷人數不斷增加。
儘管德軍對伏爾加河東岸進行頻繁的轟炸，但是蘇聯紅軍還是從那裡得到了不斷的補給和支持
。剛剛趕赴城中的紅軍戰士的平均存活時間不過24個小時，軍官也隻有約三天的平均存活時間。
德軍的主要戰術是各兵種聯合作戰，非常重視步兵、工程部隊、炮兵和空軍的地麵轟炸的協調。
為了對抗這種戰術，蘇聯紅軍指揮官采取了貼身緊逼的策略，儘量將己方的前線與德軍貼近。這樣導致了德軍的炮兵部隊，無法揮遠程攻擊的優點。
斯大林格勒會戰蘇聯近衛航空兵11團的伊爾2強擊機給入城德軍坦克重大殺傷。
1942年9月15日，德軍對馬馬耶夫崗實施重點突擊。該高地是斯大林格勒城中的製高點，從這裡可以俯瞰和控製全城，崔可夫中將的第62集團軍司令部即設在這裡。經過一天最為殘酷的戰鬥，德軍占領了馬馬耶夫高地。
但在1942年9月16日，蘇近衛第13師渡過伏爾加河進入斯大林格勒，突然向德軍起反衝擊，又奪回了該高地。很多重要據點雙方進行了反複爭奪，第一火車站的爭奪戰達一周之久。德軍不顧一切，一步步向市中心逼近。
1942年9月25日，德軍占領了市中心，1942年9月27日衝進了北部工廠區，並重新占領了馬馬耶夫高地，但在1942年9月29日又被蘇聯紅軍奪回。
以後的戰鬥更加激烈，兩方軍隊不斷地交替占領這片高地。
斯大林格勒工業區修建在丘陵中，建築物用鋼筋混凝土澆築或用石頭砌成。
德軍的推進不是用公裡，而是用米來衡量……
由於德軍無法看到戰鬥結束的跡象，便開始調遣包括卡爾6oo毫米自行迫擊炮等重裝甲部隊，開入城內。
然而，在伏爾加河東岸的蘇聯火炮部隊，將德軍置於其炮火籠罩之下。
而城中的紅軍防禦部隊仍然利用廢墟進行戰鬥。
由於城內布滿了高達數米的瓦礫堆和廢棄建築，德國的坦克部隊毫無用武之地。
此外，蘇聯的狙擊手非常成功地利用廢墟作為掩體，給德軍造成了極大傷亡……
最為成功的一名狙擊手年11月2o日為止，已經擊斃了224個入城的德軍官兵……
對於斯大林和希特勒來說，斯大林格勒戰役，都是事關成敗的關鍵一戰……
本章完
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