В связи с этим командующий Юго-Восточным фронтом А.И.Еременко 30 августа решил отвести 62-ю и 64-ю армии на средний сталинградский обвод. Но организовать оборону на этом рубеже войскам этих армий не удалось. 24-я танковая дивизия XXXXVIII корпуса, упредив отходящие войска 64-й армии, 31 августа прорвала средний обвод севернее Гавриловки. Поэтому А.И.Еременко к исходу 2 сентября отвел 62-ю и 64-ю армии на внутренний обвод. Соответственно 62-я армия заняла для обороны участок от Волги до железной дороги, соединяющей Сталинград с Донбассом, прикрыв, таким образом, город с севера и запада. Южнее до Ивановки оборонялась 64-я армия, прикрывая Бекетовку и Красноармейск. 57-я армия закрепилась на рубеже Ивановка, оз. Цаца.
Отход 62-й армии на внутренний обвод завершился 3 сентября. С оперативной точки зрения фронт армии после отхода схлопнулся «в точку». Вместо обороны в уставных или в близких к уставным плотностях на местности 62-я армия заняла оборону в городе, общая протяженность которого по берегу Волги составляла всего около 40 км. К этому моменту в состав 62-й армии входили 33-я и 35-я гвардейские, 87, 98, 112, 131, 196, 229-я и 399-я стрелковые дивизии, 10-я дивизия НКВД, 115, 124-я и 149-я стрелковые бригады. Общая численность войск 62-й армии составляла 54 тыс. человек. Со стороны 6-й армии Ф.Паулюса к городу вышли XIV танковый корпус (16-я танковая, 60-я и 3-я моторизованные дивизии), LI армейский корпус (44-я и 71-я пехотные дивизии), XI армейский корпус (100-я егерская дивизия и 369-я хорватский полк), XXIV танковый корпус (76-я и 295-я пехотные дивизии). Из состава 4-й танковой армии Г.Гота на южные подступы к Сталинграду вышел XXXXVIII танковый корпус (14-я и 24-я танковые дивизии, 29-я моторизованная дивизия). Общая численность участвовавших в боях за сам город немецких войск составляла примерно 100 тыс. человек.
У обеих сторон к началу городских боев за Сталинград оставалось довольно много бронетехники. Например, на 31 августа в 24-й танковой дивизии насчитывался 41 танк. Нет оснований считать, что другие немецкие танковые дивизии были в худшем состоянии. Пехотные соединения Паулюса поддерживались 177-м и 244-м батальонами штурмовых орудий. В город также отступили сравнительно крупные советские танковые силы. Отошел на восток и 30 августа вошел в состав 62-й армии 23-й танковый корпус (6-я гвардейская, 6, 27-я и 189-я танковые бригады). На 11 сентября в составе корпуса насчитывалось исправными 44 танка Т-34, 11 Т-70 и 1 Т-60. Неисправными числились, соответственно, 23 Т-34, 9 Т-70 и 12 Т-60. Часть этих машин была отремонтирована и пошла в бой. Также в городских боях принимала участие 133-я танковая бригада танков КВ (14 исправных и 8 неисправных машин на ту же дату).