战役发起后的第一阶段，负责主攻的三大集团军中，近卫第1集团军未能在指定时间内抵达战场，导致第24集团军、第66集团军发起的进攻刚刚开始就失败了。最重要的是，这次失败的进攻还暴露了苏军的作战意图，使得该线德军有了戒备。
随后，姗姗来迟的近卫第1集团军，在完成了50公里的强行军之后，没有任何修整便直接投入了战斗，因为士兵疲惫，坦克和运输车辆损毁严重，再加上后方的炮火支持未能到位，近卫第1集团军在付出了惨重的代价之后，也只在德军的战线内推进了不到7公里。
斯大林格勒北线的战斗，给第62集团军带来了一个便利，同时，也制造了一个麻烦。就在北线战斗持续的十多天时间里，向斯大林格勒方向进攻的德军第6集团军主力，不得不调往北部地区，防御苏军在那个方向的进攻，这便给了第62集团军一个喘息的机会。原本奉命抢夺内廓防御阵地的苏军后备兵力，利用这十几天的时间，终于抢占并加固了各自的防御阵地。而麻烦则是……由于第62集团军将所部主要力量调往了北线，德军得以在第62集团军与第64集团军的结合部顺利推进。
9月2日，进攻库波罗斯诺耶地域的德军顺利击溃第64集团军在该方向上的防御，将战线推进到了伏尔加河沿岸，至此，第62集团军与第64集团军的联系被切断，第62集团军成为了斯大林格勒正面抵抗德军的最后一支苏军力量，而且是一支真正的孤军。
9月5日，第62集团军被迫撤入斯大林格勒市区，并将防线稳固在斯大林格勒中部城区和工厂区的外围，从伏尔加河右岸的奥尔洛夫卡、拉兹古利耶夫以东地区，经市区中部的实验站、萨多瓦亚火车站，再到库伯罗斯纳亚，就在这一条线上，第62集团军的部队组成了一道镰刀型的防线，而这个镰刀最窄的地方，也就是奥尔洛夫卡，从那里到伏尔加河，只有不到10公里的距离。
9月5日晚11点，德军的火炮在奥尔洛夫卡地区向伏尔加河方向发动炮击，他们炮弹不仅能打到伏尔加河右岸的苏军码头、伏尔加河河面，甚至还能打到伏尔加河左岸。
9月6日中午，德军出动超过1千架战机，对整个斯大林格勒市区发动了规模空前的轰炸，两波轰炸中，数以千吨记的炸弹将整个斯大林格勒炸成了一片废墟，当天夜晚，伏尔加河左岸数十公里外的地方，都能看到天边腾起的灼灼火光。
也就在9月6日的下午，按照最高统帅部和军事委员会的命令，斯大林格勒方面军和东南