.
Но Ватутин, по словам Рокоссовского, упорно отстаивал свой план, и Сталин утвердил его предложение. Чтобы обеспечить выполнение задачи, 38-я армия из состава Брянского фронта была на время операции переподчинена Воронежскому фронту.
Сроки наступательной операции несколько раз переносились, наконец, в первой половине сентября она началась. Однако к этому времени насторожившийся противник подтянул сюда дополнительные силы. Атаки наших войск не приносили результатов. По приказу Ставки наступление было прекращено, и войска Воронежского фронта перешли к обороне по восточному берегу Дона.
В октябре 1942 г. Ватутин включился в Сталинградскую битву в качестве командующего вновь образованным Юго-Западным фронтом. На первом этапе контрнаступления под Сталинградом фронт выполнял главную роль. 19 ноября мощным ударом его войска прорвали оборону 3-й румынской армии одновременно на двух участках: 5-я танковая армия — с плацдарма на правом берегу Дона юго-западнее Серафимовича и 21-я армия с плацдарма у Клетской. Стоявшие в тылу румын немецкие части попытались остановить продвижение советских войск, но Ватутин своевременно ввел в бой два танковых корпуса. Тактический прорыв вражеской обороны был успешно завершен в течение первого дня контрнаступления, и соединения фронта вырвались на оперативный простор.
20 ноября сопротивление противника заметно возросло. В ряде мест ему удалось втянуть основные силы наступающих в затяжные бои. Предвидя это, командующий фронтом еще накануне связался со Ставкой и добился временного переподчинения ему 16-й воздушной армии (в дополнение к двум уже имевшимся). Удары штурмовой авиации трех воздушных армий позволили подавить сопротивление врага. Одновременно в прорыв были введены два кавалерийских корпуса. Подвижные соединения фронта получили категорический приказ Ватутина: в затяжные бои с контратакующим противником не ввязываться, опорные пункты обходить и стремиться как можно быстрее навстречу соединениям Сталинградского фронта.
Всего через пять дней, к вечеру 23 ноября, 4-й и 26-й танковые корпуса Юго-Западного фронта в районе хутора Советский, Калач встретились с 4-м мехкорпусом Сталинградского фронта, завершив тем самым полное окружение вражеской группировки в междуречье Дона и Волги.
Сразу же после этого была предпринята попытка ликвидации попавших в окружение соединений и частей противника — увы, без какой-либо перегруппировки и предварительной подготовки войск. В итоге уничтожить 6-ю армию Паулюса с ходу не удалось. Зато в ходе операции «Малый Сатурн», сражаясь на внешнем фронте окружения и взаимодействуя с соседними фронтами, соединения Ватутина добились успеха на Среднем Дону.