斯大林格勒方面军坦克第1和第4集团军的反突击虽未能击溃德军第6集团军，但在很大程度上打乱了德军的作战行动，并使其暂时丧失了进攻能力。德军未能合围斯大林格勒方面军第62集团军。而且，德军企图一鼓作气夺取顿河渡口并前出到斯大林格勒的计划也落空了。德军统帅部开始明白：只用第6集团军的兵力进攻，是无法突进到伏尔加河的。如果苏军再把该集团军击退，情况将会如何呢？
该是德军统帅部做出重大决断的时候了。德军统帅部需要确定：在顿河形势日趋复杂的情况下，在南翼应把军队主力集中到哪里，是高加索还是伏尔加河？德国的战略家们决定：集中到斯大林格勒！于是，希特勒命令将原指定向高加索进攻的德军坦克第4集团军从齐姆良斯卡亚附近的登陆场急速转向斯大林格勒。德军在斯大林格勒方向上的使用计划简单而明了：两个集团军向伏尔加河方向实施突击，于伏尔加河附近分别向左和向右转变方向，夹击整个斯大林格勒地域及其防守部队，但要把这一计划变为现实并不那么简单！
苏德双方在顿河大弯曲部展开了激烈的交战。有一段时间，苏军成功地稳定了斯大林格勒方面军第62和第64集团军的防御，赢得了至为宝贵的时间。苏军总参谋部采用一切手段向斯大林格勒地域集中预备队，有10个步兵师开到了那里。在斯大林格勒的远、近接近地上构筑了野战工事。早在国内战争时期就十分熟悉该地域地形的斯大林，亲自给总参谋部指示各防御地区。斯大林格勒的党组织动员成千上万的市民挖掘防坦克壕、堑壕，构筑斯大林格勒外围防御的支撑点。这时，侦察人员带来了一个令人不安的消息，使构筑防御工事的工作更加紧张和急迫。原先在巴甫洛夫斯克、韦申斯卡亚地段担任防御任务的德军第6集团军的兵团，被意大利第8集团军的部队替换下来，集中到斯大林格勒方向上了。苏军总参谋部向最高统帅部报告，德军近期内将在斯大林格勒附近展开积极的作战行动。
苏军总参谋部认真地研究了斯大林格勒地域部队指挥的能力。这里的战线太长，敌人不仅能向斯大林格勒，而且能向斯大林格勒以南发展进攻。第51集团军在斯大林格勒方面军编成内，却在顿河对岸、齐姆良斯卡亚以南组织防御。苏军总参谋部设想，如果在斯大林格勒方向不是一个方面军，而是两个，那就更好了。当了解到敌坦克第4集团军已转向东行动时，华西列夫斯基更加坚定了这一想法，并以总参谋部的名义上报最高统帅部。8月5日最高统帅部下令将斯大林格勒方面军分为两个方面军——斯大林格勒方面军和东南方面军。分界线沿第62和第64集团军的接合部，从莫罗佐夫斯卡亚、经上奇尔斯卡亚至斯大林格勒。斯大林格勒在东南方面军地带内。
德军在收拢和调整兵力后，于8月6日转入进攻。德军对顿河以西防御的苏军南、北两翼实施突击。苏军总参谋部知道，德军统帅部的企图是切断苏军第62和第64集团军与斯大林格勒的联系，但目前无力实施对抗措施，因为预备队尚未到达。斯大林格勒方面军地带出现了令人不安的情况，德军占领了顿河渡口，斯大林格勒方面军首长对防御的稳定性极为担心。
8月9日，当总参谋部作战部长季霍米罗夫将军向斯大林报告前线情况时，斯大林命令转达：
“我为你们缺乏远见和惊惶失措而吃惊，你们有的是兵力，缺乏的是应付这一情况的勇气。我等待着你们方面军结束令人不安状况的消息。”
令人遗憾的是，斯大林格勒方面军令人乐观的消息并没有随之而来，德军加紧施加压力，苏联军人死守着阵地，而局势却一天比一天严重。斯大林格勒就要变成直接角逐的战场。华西列夫斯基刚到总参谋部不久，又被斯大林派到斯大林格勒去了。总参谋部作战部长再次被更换。9月，季霍米罗夫被任命为列宁格勒方面军第42集团军副司令员，作战部长的职务由伊万诺夫少将接任。
德军在向伏尔加河进攻时，利用苏军作战布势中很小的间隙地，在空中轰炸和强击突击的强有力支援下，迅速向间隙地投入坦克，步兵紧随坦克前进。战斗异常激烈，德军直逼斯大林格勒城下。
在斯大林格勒十万火急的情况下，苏军总参谋部不得不考虑斯大林格勒本身的处境了。该城已成了苏军的近后方并有成为前线的危险。从西部撤下来的居民在这里居住，现处于法西斯德军飞机狂轰滥炸的困境之中。以科兹尼科夫为首的总参谋部的一些军官奉命前往东南方面军视察市内情况。两三天后的8月20日，总参谋部收到了他们从斯大林格勒送来的报告。科兹尼科夫写道：
“城市人口密集，甚至墙脚下、花园、伏尔加河畔、山腰上等，都住满了人。由于缺乏足够的交通工具，加之后送部门的工作开展得不好，城市疏散工作进展太慢，等候交通工具的人们，在后送基地就得住五六夜……所有的学校和俱乐部都挤满了伤员。野战医院只得继续留在市内。灯火管制很差……
我个人认为，必须做到以下几点：
1.全城实行戒严。
2.加快城市疏散工作，首先是疏散野战医院，其次是疏散城市居民，城里只留下坚持企业生产和能协助军队进行城防的居民，只留下城市防御所需的物资。
3.要整顿城市秩序，为此要指派一名要求严厉的斯大林格勒城防警备司令。
4.为了维护城市的革命秩序，必须把内务人民委员会的部队和民警归属卫戍部队管辖，只能按照卫戍部队的命令作战和撤退。
5.从保卫城市的战斗一打响，就不允许后勤和其他部队在市内移动，为此要在斯大林格勒以北修筑迂回道路。”
情况紧急，要求最高领导机关立即介入。苏军总参谋部作战部长伊万诺夫将军给东南方面军司令员下达了整顿城市秩序的指示，将《应采取的措施》的复制件交给了当时担任疏散委员会主席的什韦尔尼克。什韦尔尼克担负把工厂和其他国家财产从军事行动地区疏散至内地的工作。这些措施是非常及时的。
8月23日，向苏军第62集团军右翼发展突击的德军坦克和摩托化部队几乎冲到了斯大林格勒北郊的伏尔加河畔。第62集团军与斯大林格勒方面军主力的联系被切断。与此同时，德军第4航空队对斯大林格勒狂轰滥炸。致使苏军最高统帅部与斯大林格勒的电话、电报通讯都中断了。华西列夫斯基在第62集团军部队只好采用无线电短波传输的方法向斯大林报告战况。电话员和电报员采取各种措施来恢复联络。深夜，有线电通讯修复。斯大林直接从华西列夫斯基那里获得了斯大林格勒地域的详细情况。
8月25日，德军克莱斯特的坦克部队已进驻莫兹多克，距格罗兹尼四周的苏联最大产油中心只有50英里，距里海也只有100英里。8月31日，希特勒催促高加索方面的司令李斯特陆军元帅纠集所有可以调集的力量向格罗兹尼作最后进攻，以便他“能够拿到油田”。
希特勒对他的将领们的战绩从来没有满意的时候。他于7月13日罢免指挥整个南线攻势的博克陆军元帅的职务后，仍喋喋不休地责骂大部分司令官和参谋总部进攻迟缓。尽管如此，他现在仍然相信，决定性的胜利已经在握。他命令第6集团军和第4装甲集团军在攻占斯大林格勒以后，沿伏尔加河北进，形成一个大规模的合围行动，从东西两面进逼苏联中部和莫斯科。他认为，苏联人已经完了，苏联在整个前线的后备力量已消耗殆尽。8月底，他在与雷德尔海军元帅举行会谈时，其心思已从苏联转移到英美方面。他说，苏联现在在他的眼中已是一个“不怕封锁的生存空间”。他确信，不用多久便迫使英美达到“可以谈和的程度了”。
实际上，狂妄至极、顽固不化的希特勒的这些想法不过是镜中幻影而已。差不多所有战地的将领和参谋总部的将领们一样，看出了这幅美丽图画上的破绽。概括起来说就是，德国根本缺乏人力、枪炮、坦克、飞机和运输手段等种种资源，来实现希特勒执意要达到的目的。但是，当哈尔德和李斯特陆军元帅想就苏德战争前线的情况指出这一点时，他们却被撤了职。
苏军在高加索和斯大林格勒的抵抗日益顽强，秋雨绵绵的季节临近，就连最外行的战略家也会看出德军军队在苏联南部面临着日益严重的危险。第6集团军的北翼战线极长，从斯大林格勒沿顿河上溯到沃罗涅日共长350英里，毫无掩护。希特勒在这一线部署了仆从国家的三个集团军：匈牙利的第2集团军在沃罗涅日的南面；意大利的第8集团军在东南面更远一些的位置；罗马尼亚的第3集团军，在斯大林格勒正西、顿河弯曲部的右侧。由于罗马尼亚人与匈牙利人有着很深的敌对情绪，因此不得不用意大利人把他们隔开。
在斯大林格勒南面的草原地带，还有第4支仆从军队，罗马尼亚的第4集团军。其战斗力不可靠自不用说，其装备也不充足，缺乏装甲、重炮和机动能力。还有，他们的兵力十分分散。罗马尼亚的第3集团军只有69个营，却守着一条105英里长的战线。但是，这些“盟邦”的部队是希特勒所拥有的全部人马了。德国自己腾不出足够的兵力来填补这个缺口。同时，正如希特勒对哈尔德所说，由于他认为苏联人已经“完了”，因此，他并不为顿河翼侧这条暴露在苏军面前的漫长战线过分操心了。但是，这条战线却恰恰是关键所在。后来，希特勒发觉自己犯了错误，但为时已晚，而且，接着他一错再错。
德军向斯大林格勒以北伏尔加河畔的突破终于被苏军阻止住了。德军未能从行进间夺占城市。虽然情况非常严重，苏军第62和第64集团军仍然不屈不挠地坚守着。他们英勇顽强，抗击和长久地钳制了德军强大的突击集团。同时，还吸引了德军的补充兵力及其仆从国军队。斯大林格勒地域已成为解决苏德战争这一阶段主要战略任务的地点。
9月初，苏军第62和第64集团军的情况继续恶化。突至伏尔加河畔的德军没有被肃清。苏联国防委员会代表马林科夫、最高统帅部代表朱可夫大将和华西列夫斯基上将来到现地。他们的主要任务是寻求肃清突至伏尔加河畔的敌人和保证斯大林格勒取胜的途径。
当时，在斯大林格勒附近对峙的苏德军队双方都在寻求完成任务的途径，8月底形成的军事部署基本上没变。苏军部署没有明显地表现出兵力的集中，斯大林格勒以北也是如此，这也是歼灭突至伏尔加河畔之敌的一切企图屡遭失败的原因之一。此外，德军第6集团军司令保卢斯将军已料到苏军将向城市以北实施反突击，已在这里集中了大量的兵力兵器。德军在他们建立的通往伏尔加河的走廊上组织起坚固的防御，而苏军各集团军——坦克第4集团军、第24集团军、近卫第1集团军和第66集团军的兵力在连续战斗中明显削弱。德军一天天地向斯大林格勒增兵。斯大林格勒方面军如没有外援，不把德军兵力吸引到其他方向上，就不可能保住斯大林格勒。因此，苏军各集团军的突击，势必一次次地反复实施。
在对斯大林格勒地域苏军的指挥上也存在一些缺陷。苏军总参谋部很快就觉察到这一点，因为在斯大林格勒争夺战的严重关头，从那里向最高统帅部呈送的战斗报告，突然来的过迟了。
2.朱可夫临危受命
8月27日，斯大林的秘书波斯克列贝舍夫打电话通知西方面军司令员朱可夫，8月26日国防委员会研究了苏联南部的局势，并通过了任命朱可夫为副最高统帅的决定。当时朱可夫正在波戈列洛耶戈罗季谢地域，部队正在实施进攻战役。国防委员会对斯大林格勒的地区的斗争结局十分担心。波斯克列贝舍夫要朱可夫14点务必在指挥所等候斯大林的电话。
果然，斯大林准时以高频电话与朱可夫通了话。斯大林询问了西方面军的态势后说：
“你必须尽快到最高统帅部来。留下参谋长代理你的工作。请考虑一下，任命谁来接替你担任方面军司令员。”
当日朱可夫赶到达克里姆林宫时，夜幕已经降临。斯大林已在他的办公室里，国防委员会有几位委员也在那里。斯大林对他简单问候了一声，便直截了当地说：
“南方情况进展对我方不利，德寇有可能占领斯大林格勒。在北高加索，形势也不太好。根据8月26日国防委员会决定，现在我宣布你已被任命为副最高统帅并派往斯大林格勒地域。目前在斯大林格勒的有华西列夫斯基、马林科夫和马雷舍夫。马林科夫留下和你一起工作，华西列夫斯基应飞向莫斯科。你何时可以起程？”
“我需要用一昼夜的时间研究情况，29日才能飞往斯大林格勒。”朱可夫答道。
“那好吧！”斯大林说，又突然回过头来问朱可夫：
“你不饿吗？不妨稍稍吃一点东西。”
有人送来了茶和10份夹肉面包。在喝茶时，斯大林简略地介绍了斯大林格勒附近的战况后说：
“最高统帅部已决定把第24集团军、近卫第1集团军和第6集团军拨给斯大林格勒方面军。由于斯大林格勒形势困难，我们已命令火速将莫斯卡连科指挥的近卫第1集团军调到洛兹诺耶地域，并由9月2日晨在该集团军及斯大林格勒方面军其他部队对突至伏尔加河的敌军集团实施反突击，与第62集团军会合。同时，马利诺夫斯基的第66集团军和科兹洛夫将军的第24集团军均拨归斯大林格勒方面军。你必须采取措施，使莫斯卡连科将军的近卫第1集团军能在9月2日实施反突击，并在其掩护下使第24和第66集团军进入出发地域。这两个集团军必须迅速进入战斗，否则，我们就会丢掉斯大林格勒。”
一言以蔽之，当前的斯大林格勒会战具有极其重大的军事和政治意义。如果斯大林格勒陷入敌手，敌统帅部就有可能把苏联南部与中部的联系切断，苏联就可能丧失由伏尔加河沿岸和高加索向北运送大量物资的伏尔加河这条最重要的水路交通命脉。因此，苏军统帅部正调动一切可用力量派往斯大林格勒地域（刚组建的用于尔后斗争的战略预备队除外）。苏联还采取紧急措施，增加飞机、坦克、火炮、弹药和其他物资的生产，以便及时用于粉碎进入斯大林格勒地域的敌军集团。