Наступление 4-й немецкой танковой армии на Котельниково, Сталинград началось с утра 31 июля. Действовавшая против нее 51-я армия под командованием генерал-майора Коломиец Т. Кимела в своем составе только 5 дивизий, растянутых на 200-километровом фронте от Верхне-Курмоярской до района южнее станицы Орловской. Ее войска не смогли отразить ударов сосредоточенных сил противника. Ведя сдерживающие бои, правофланговые соединения 51-й армии отходили на северо-восток вдоль железной дороги Тихорецк — Сталинград.

Главные же силы этой армии, ведя бои с 4-м армейским корпусом немцев, отходили на восток и к 17 августа вышли и закрепились на линии озер южнее Сталинграда. Главные силы 4-й немецкой танковой армии передовыми частями 2 августа вышли в район Котельниково. Создалась опасность прорыва противника в Сталинград с юго-запада. В целях предотвращения этой опасности командующий Сталинградским фронтом приказал 64-й армии отойти с Дона и занять для обороны южный фас внешнего сталинградского обвода от Дона до Плодовитого, а 57-й армии, передав этот участок, прочно обороняться от Плодовитого до Райгорода. Против прорвавшейся в район Котельниково неприятельской группировки была выдвинута специальная оперативная группа в составе 3 стрелковых дивизий, одной стрелковой и одной танковой бригад. После неудачных боев в районе Котельниково эта группа к вечеру 5 августа отошла на северный берег р. Аксай, где была передана в состав 64-й армии, которой с 4 августа 1942 г. командовал генерал-лейтенант Шумилов М. С.

5 августа передовые соединения 4-й немецкой танковой армии вышли к внешнему сталинградскому обводу в район Абганерово, Плодовитое. Все попытки противника прорваться через этот рубеж были отражены хорошо организованными контрударами войск 64-й и 57-й армий. Контрудары наших войск вынудили 4-ю немецкую танковую армию 9 августа временно приостановить наступление.

Во время боевых действий в районе Абганерово вновь разгорелись ожесточенные бои на западном берегу Дона. 6-я немецкая армия, подтянув сюда дивизии 17-го и 11-го армейских корпусов, с утра 7 августа перешла в наступление: с севера — силами одной танковой, двух моторизованных и одной пехотной дивизий и с юга — одной танковой и двумя пехотными дивизиями против 62-й армии, занимавшей выступ вдоль западного берега Дона. Части 62-й армии, которой с 3 августа 1942 г. командовал генерал-лейтенант Лопатин А. И., не выдержали этих ударов. Уже вечером 8 августа танковые дивизии противника, прорвавшиеся с севера и юга, соединились западнее Калача. Четыре дивизии 62-й армии оказались в окружении, а три дивизии отошли на левый берег Дона, где организовали оборону по внешнему сталинградскому обводу от Вертячего до Ляпичева. В результате ожесточенных боев, продолжавшихся до 14 августа, отдельным частям окруженных дивизий удалось прорваться из окружения и переправиться на восточный берег Дона.

Между тем 6-я немецкая армия, передав оборону участка фронта по Дону к востоку от устья р. Хопер 8-й итальянской армии, перегруппировала свои главные силы в район южнее Клетской к полосе обороны 4-й танковой армии Сталинградского фронта. Сосредоточив здесь 7 пехотных, одну танковую и 2 моторизованные дивизии, противник 15 августа нанес мощный удар в направлении Трехостровская.

Под давлением численно превосходящих сил противника 4-я танковая армия, которой командовал генерал-майор Крюченкин В. Д., к вечеру 17 августа отошла за Дон и организовала оборону по внешнему сталинградскому обводу от устья р. Иловля до Вертячего. К этому времени для обороны рубежа Кременская, Сиротинская, устье р. Иловля были выдвинуты три дивизии прибывшей из резерва Ставки Верховного Главнокомандования 1-й гвардейской армии. Эти дивизии остановили здесь наступление противника, сохранив в своих руках плацдармы на правом берегу Дона. Таким образом, в результате упорного сопротивления войск 62, 64 и 57-й армий и контрударов советских войск замыслы противника на захват Сталинграда с ходу были сорваны. Немецко-фашистские войска вынуждены были втянуться в затяжные бои. За месяц напряженных боев они продвинулись всего лишь на 60—80 км. Советские войска, отойдя с большой излучины Дона, организовали оборону на внешнем оборонительном обводе. Участок от устья р. Иловля до района севернее Вертячего занимала 4-я танковая армия в составе одной мотострелковой и четырех стрелковых дивизий, от Вертячего до Ляпичева оборонялась 62-я армия в составе пяти стрелковых дивизий и четырех танковых бригад. 64-я армия, оставив на р. Аксай небольшие отряды для прикрытия заграждений, основными силами в составе 7 стрелковых дивизий, 2 морских стрелковых бригад, 5 пехотных и минометных училищ к 118-го укрепленного района занимала участок от Логовского до Плодовитого.

57-я армия в составе 4 стрелковых дивизий и 76-го укрепленного района по-прежнему занимала участок от Плодовитого до Райгорода.

Северо-западнее Сталинграда по среднему течению Дона от Павловска до устья р. Иловля продолжали обороняться 63, 21 и 1-я гвардейская армии. Основные силы последней находились еще в процессе переброски.

Южнее Сталинграда на рубеже оз. Цаца, оз. Сарпа • (южное) организовала оборону 51-я армия. Ставка Верховного Главнокомандования, придавая особое значение обороне Сталинграда, продолжала систематически усиливать войска Сталинградского и Юго-Восточного фронтов. В период с 1 по 20 августа из резерва Ставки в состав этих фронтов было дополнительно направлено 15 стрелковых дивизий и 3 танковых корпуса.

Одновременно Ставка потребовала от командующих Сталинградским и Юго-Восточным фронтами принять самые решительные меры по удержанию района Сталинграда в наших руках. В своей директиве №170562 от 9 августа 1942 года она указывала: «Оборона Сталинграда и разгром врага, идущего с запада и с юга на Сталинград, имеют решающее значение для всего советско-германского фронта».