Для защиты этого направления было принято решение выдвинуть 13-й танковый корпус и две стрелковые дивизии со штабом 57-й армии. Танковые армии Москаленко и Крюченкина получили приказ нанести мощный контрудар в общем направлении на Верхнебузиновку, разгромить левое крыло армии Паулюса и отбросить его за Чир.
Однако 25 июля, при поддержке всего 4-го воздушного флота, немцы начали генеральное наступление. Пехота 6-й армии форсировала Дон по обе стороны от Вертячего, 4-й армейский корпус генерала Шведлера наладил переправу у Нижнечирской. В течение суток на плацдармы были переброшены значительные силы, а 27 июля в прорыв ринулись танковые корпуса. Неорганизованные контратаки советских танковых армий были отбиты с большими для них потерями. Все эти корпуса, бригады, дивизии, формально объединенные в армии, были разбросаны на значительном пространстве, не имели связи между собой, не были готовы к слаженным боевым действиям. У новоиспеченных командармов не было времени даже познакомиться с войсками, не говоря об отработке взаимодействия и управления. Механики-водители танков имели по 3–5 часов вождения, а сами танки, собираемые в спешке и с нарушением технологии, ломались еще до выхода на боевой рубеж. Оснащенность войск противотанковой и зенитной артиллерией можно назвать символической, гаубиц не было вообще, катастрофически не хватало стрелковых частей, и совершенно не видно было в воздухе «сталинских соколов». С.К. Москаленко с горечью вспоминает: «Вражеская авиация действовала группами по два-три десятка самолетов, появлявшихся над нами каждые 20–25 минут. Им, к сожалению, ничего не противопоставила наша 8-я воздушная армия, занятая, видимо, на других направлениях». Посему всякое передвижение советских войск в дневное время охватывал паралич «из-за сильного воздействия вражеской авиации».
К вечеру 28 июля передовые батальоны 3-й танковой дивизии пересекли междуречье и вышли к Волге в районе поселков Рынок, Латошинка севернее Сталинграда. Подходившие к городу с севера и северо-запада железнодорожные линии были перерезаны, река с этого момента не могла больше использоваться как водная магистраль. Немецкий капитан записывал в дневнике: «Мы смотрели на простиравшуюся за Волгой степь. Отсюда лежал путь в Азию, и я был потрясен».
В то же время танковые корпуса 4-й танковой армии взломали советскую оборону в центре и, отбивая контратаки со стороны Калача, достигли среднего городского обвода на реке Червлёная; 24-й танковый корпус фон Кнобельсдорфа повернул на север, 48-й танковый корпус Геймера нацелился на Бекетовку.