Но положение ухудшалось. К исходу 10 сентября войска противника вышли к окраине Купоросного, южнее центра города. На следующий день, введя в действие резервы, они стали наступать но всему фронту. При активной поддержке авиации, наносившей группами бомбовые удары но боевым порядкам 62-й и 64-й армий, после небольшой паузы для накапливания сил гитлеровцы 13 сентября приступили к отчаянному штурму Сталинграда. Основной удар был направлен на высоту 102,0 (Мамаев курган) и на расположенный поблизости от нее городской железнодорожный вокзал.
В день начала штурма города немецкими войсками напряжение боевых действий 8-й воздушной армии достигло наивысшего предела. 226-я штурмовая дивизия действовала четырьмя девятками Ил-2. Две из них возглавлял командир эскадрильи старший лейтенант И. И. Пстыго, третью водил в бой штурман 504-го штурмового полка капитан С. Д. Прутков, а четвертую - штурман 505-го штурмового полка майор С. Ф. Васильев. Под усиленным прикрытием истребителей 268-й и 288-й авиадивизий они атаковали скопления вражеских танков и автомашин с пехотой в районе Песчанки, у Зеленой Поляны в районе Воропоново, а также на дорогах у поселка Сталинградский. Истребители 287-й дивизии во взаимодействии с летчиками 102-й истребительной дивизии ПВО прикрывали боевые порядки 62-й армии и в воздушных боях сбили шесть вражеских бомбардировщиков, три истребителя и самолет-разведчик. 270-я бомбардировочная дивизия, имея восемь исправных самолетов Пе-2, вела дальнюю воздушную разведку с одновременным нанесением бомбовых ударов но выявленным аэродромам базирования вражеской авиации.
На второй день штурма натиск противника усилился. На узком участке фронта он сосредоточил шесть дивизий. В воздухе действовали сотни гитлеровских самолетов. А сил в 62-й армии оставалось все меньше. Две танковые бригады уже не имели танков, третья располагала лишь одним танком, сводный полк стрелковой дивизии полковника Глазкова насчитывал около 100 бойцов, в гвардейской стрелковой дивизии полковника Дубянского оставалось не более 250 бойцов. Такое же положение было и в других соединениях армии{26}.
Под яростным натиском превосходящих сил противника части 62-й армии вынуждены были отойти в пределы города. Начались уличные бои. К вечеру противнику удалось овладеть железнодорожным вокзалом, а в районе Купоросного выйти к Волге, отрезав 62-ю армию от 64-й и от остальных войск Юго-Восточного фронта. Авиация 8-й воздушной армии и в этот день действовала с предельным напряжением. 206-я штурмовая авиационная дивизия экипажами, подготовленными к действиям в ночных условиях, нанесла в предрассветных сумерках бомбово-штурмовой удар но ближайшему аэродрому противника Конная. Остальные силы армии были нацелены на массированные действия сводными группами но танкам и моторизованным войскам врага на окраинах Сталинграда. 226-я штурмовая авиационная дивизия и дневные экипажи 206-й штурмовой дивизии действовали объединенными группами но восемь-девять Ил-2 под усиленным прикрытием истребителей 268-й и 288-й истребительных авиационных дивизий.