Однако уже на следующий день Гитлер начал импровизировать и ломать без того хрупкий план. Решив, что главные силы Тимошенко, спасаясь от германских «клещей», отступают на юг, фюрер задумал устроить грандиозный «котел» севернее Ростова. С этой целью 13 июля он приказал обеим танковым армиям ускоренным маршем двигаться к устью реки Северский Донец и поворотам на запад вдоль Дона отрезать русских от переправ, а затем уничтожить противника совместно с 17-й армией. При этом 1-й танковой армии предстояло еще раз форсировать Донец. 4-я танковая армия была переподчинена группе армий «А». Таким образом, наступление танковых и моторизованных дивизий на Сталинград откладывалось, на восток продолжала продвигаться лишь 6-я полевая армия, у которой к тому же в пользу Гота отобрали 40-й танковый корпус. Одновременно был смещен со своего поста фельдмаршал Бок, а на его место назначен генерал Вейхс.
15 июля немецкие танковые корпуса встретились восточнее Миллерово. Соединения 24-й армии генерал-лейтенанта И.К. Смирнова, выдвигаемой из резерва Южного фронта, пытались разомкнуть внешнее кольцо окружения, но были разбиты и отброшены к Каменску ударами подвижных частей. В этот день Ставка приказала немедленно отвести войска Южного фронта за Дон и во взаимодействии с 51-й армией Северо-Кавказского фронта организовать прочную оборону по южному берегу реки на участке от Батайска до Верхнекурмоярской. Оборона Ростовского укрепрайона с севера была поручена 56-й армии генерал-майора А.И. Рыжова. 17 июля войска Руоффа взяли Ворошиловград, танкисты Клейста форсировали Северский Донец в обратную сторону и заняли плацдарм в районе Каменска-Шахтинского. Моторизованные дивизии Гота достигли Дона восточнее устья Донца. Они должны были форсировать реку, чтобы затем, повернув на запад, выйти по южному берегу в тыл Ростовской позиции. В это время в лесу под Винницей, куда вместе с Гитлером переместился Генеральный штаб, Гальдер, сомневаясь в наличии крупных сил русских в уготовленной ловушке, решительно возражал против «бессмысленного сосредоточения сил вокруг Ростова» и предлагал, не теряя дорогого летнего времени и драгоценного топлива на пустые маневры, перейти, наконец, к Сталинградской операции. Чуть позже генерал напишет: «Даже дилетанту становится ясно, что под Ростовом стянуты все подвижные силы, неизвестно зачем…»
20 июля 1-я танковая армия Клейста нанесла удар от Каменска на Новочеркасск. Через сутки из района севернее Таганрога в наступление на Ростов перешел 57-й танковый корпус генерала Кирхнера. Армия Гота захватила плацдармы на южном берегу Дона в районах Константиновской и Цимлянской. Атака Ростовского укрепленного района началась 22 июля; 23-го дивизии 3-го танкового корпуса ворвались в город. Но показательного «котла» не получилось – армии Малиновского, где планомерно, а где и бегом, ушли за Дон.