12 сентября Паулюс вместе с командующим группой армий «Б» генерал-фельдмаршалом Вейхсом были на докладе у Гитлера в его ставке под Винницей. Фюрер потребовал от генералов немедленного взятия Сталинграда. Он сказал: «…надо позаботиться о том, чтобы поскорее взять город в свои руки, а не допускать его превращения во всепожирающий фокус на длительное время». Хотя во взятии Сталинграда у немцев военной необходимости уже не было: северо-восточный фланг кавказского наступления был обеспечен, судоходство по Волге прервано, город уже не являлся важным узлом коммуникаций, а его заводы были разрушены. Но фюрер лично пообещал немецкому народу, что город Сталина будет взят, а значит, из соображений престижа это нужно было сделать обязательно. Генерал Паулюс попросил дополнительно хотя бы 3 дивизии и отбыл на фронт в тот же день.
К 12 сентября 62-я армия с новым командующим – генералом В.И. Чуйковым – была полностью изолирована от других советских частей на правом берегу Волги. Фронт обороны армии составлял 25 км, армия защищала центр города и все заводские районы. В середине сентября она насчитывала чуть больше 50 000 человек, около 900 орудий и минометов и 100 танков. Для разгрома «чуйковцев» Паулюс сосредоточил около 100 000 человек, 200 танков и штурмовых орудий и около 1 000 минометов и орудий. Советское командование сделало очень удачный выбор, назначив именно Чуйкова командующим армией, дерущейся в городских развалинах. Он сразу выработал принципы городских боев и старался довести их до сознания каждого солдата и офицера: «…Двигайся ползком, используя воронки и развалины; рой ночью траншеи, на день маскируй их; накапливайся для броска в атаку скрытно, без шума; автомат бери на шею, захвати 10—12 гранат – тогда время и внезапность будут на твоей стороне. …Врывайся в дом вдвоем – ты да граната, оба будьте одеты легко – ты без вещмешка, а она без рубашки… Внутри дома успевай поворачиваться! В каждый угол комнаты – гранату, и вперед! Очередь из автомата по остаткам потолка; мало – гранату, и опять вперед! Другая комната – гранату! Поворот – еще гранату! Прочесывай автоматом! И не медли! Противник может перейти в контратаку. Не бойся! Действуй злее гранатой, автоматом, ножом и лопатой! Бой внутри дома бешеный. Поэтому всегда будь готов к неожиданностям. Не зевай!»
13 сентября немцы силами трех дивизий пошли на штурм в направлении Мамаева кургана (высоты, господствующей над городом) и железнодорожного вокзала. Введя дополнительно в бой еще 2 дивизии, к вечеру немцы заняли и Мамаев курган, и вокзал. Бой шел в 800 метрах от КП 62-й армии. Немцы несли большие потери, но стремились закончить дело в тот же день или ночь. В ту ночь Сталинград спасла 13-я гвардейская стрелковая дивизия генерал-майора А.И. Родимцева. Сумев переправиться с левобережья, дивизия прямо с переправы побатальонно пошла в ночной рукопашный бой и сумела оттеснить немцев от берега к центру города. Утром 14-го удалось отбить и Мамаев курган. В этой атаке дивизия потеряла 3 500 человек из 10000, но положение спасла. Немцы, также понесшие большие потери, были вынуждены перегруппировать силы, и 62-я армия получила передышку. За это время удалось подвезти по единственной переправе боеприпасы, медикаменты и продовольствие, так как в начале сентября из города вывезли все склады. Теперь по ночам под огнем противника все перевозилось назад.
Уличные бои в городе не затихали ни днем, ни ночью. Ожесточенные схватки шли не только за каждую улицу, но за каждый дом, а иногда и этаж. Железнодорожный вокзал переходил из рук в руки 13 раз!
Одним из главных символов Сталинградского сражения стала оборона горсткой из 20 советских солдат под командованием сержанта Якова Павлова дома на одной из городских площадей, имевшего выгодное стратегическое положение. 58 дней и ночей немцы почти беспрерывно штурмовали этот опорный пункт, применяя артиллерию, танки и даже авиацию, но все было тщетно. Среди защитников дома не осталось ни одного не раненного бойца, но немцы так и не захватили эту груду почерневших камней.
22 сентября немцам удалось разрубить 62-ю армию на две части и выйти к центральной переправе. Генерал Родимцев вспоминал, что в тот день «боевые действия по напряженности, ожесточению и потерям превзошли все предыдущие бои, которые пришлось вести гвардейцам в городе. Это был поистине ад. Я побывал не в одном сражении, но в такой схватке мне довелось участвовать впервые». И вновь ситуацию спасли резервы – 284-я дивизия (10 000 человек) подполковника Н.Ф. Батюка, прибывшая ночью, вступила в бой прямо на берегу и сумела отбросить немцев от пристани.
Генерал Ханс Дёрр вспоминал: «…Километр, как мера длины, был заменен метром, карта генерального штаба – планом города. Расстояние между нашими войсками и противником было предельно малым. Несмотря на массированные действия авиации и артиллерии, выйти из района ближнего боя было невозможно. Русские превосходили немцев в отношении использования местности и маскировки и были опытнее в баррикадных боях за отдельные дома… Позиционная война нагрянула неожиданно для немецких войск, потери в людях и технике были несоизмеримы с успехами, которые исчислялись квадратными метрами захваченной местности…»
28 сентября был образован новый фронт – Донской, в состав которого вошли все армии Сталинградского фронта, державшие оборону к северу от города. Командующим Донским фронтом был назначен генерал-лейтенант К.К. Рокоссовский. Юго-Восточный фронт был переименован в Сталинградский, и в него вошли армии, оборонявшиеся южнее города и в самом городе. Командующим новым Сталинградским фронтом стал генерал А.И. Еременко.
В начале октября основные бои в городе шли в районе тракторного завода, завода «Красный Октябрь» и завода «Баррикады». Несмотря на все усилия, немцам не удалось выбить советские войска из этих районов. Немецкие штурмовые группы пытались проникнуть на заводы даже по системе канализации, но были отброшены и там. На «Баррикадах» линия противостояния проходила посередине литейного цеха – немцы, закрепившиеся на одной его стороне, не могли пройти дальше из-за советских пулеметчиков, засевших в полуразрушенных мартеновских печах. Боеспособность многих немецких дивизий упала почти до нуля – так, в 94-й пехотной осталось 535 человек, а в 76-й – меньше ста. Потери в советских дивизиях были не меньшими.
31.12.42. «Какое у нас положение с питанием, я уже писал. Если бы мы за каждую вошь, что имеем, получили один грамм хлеба, то у нас было бы приличным куском хлеба больше… Если сегодня поймаешь 100 штук, то завтра наутро будет снова столько же. Можно с ума сойти».
Из письма старшего ефрейтора Августа Капплера