Stalingrad was een moderne stad. Er waren grote, witte flatgebouwen, mooie boomgaarden en tuinen, grote parken en brede boulevards, en bovenal veel industrie. De stad strekte zich zo'n 40 kilometer uit van noord naar zuid op de westelijke oever van de Volga. De stad was nergens breder dan acht kilometer en telde in 1942 bijna een half miljoen inwoners. In een bunker in de noordelijke wand van een diepe, opgedroogde rivierbedding, het Tsaritsa-ravijn, had kolonel-generaal Jeremenko, de commandant van het Stalingradfront, zijn hoofdkwartier gevestigd. De bunker lag vlakbij het centrum van Stalingrad en op maar 500 meter van de Volga-oever.

Meerdere grote fabrieken lagen in het noorden van Stalingrad: de tractorfabriek 'Dzerzjinsky', de kanonnenfabriek 'Barrikady', de staalfabriek 'Krasny Oktjabr' (Rode Oktober) en de chemische fabriek 'Lazoer'. Deze fabrieken produceerden waardevolle goederen voor het Rode Leger. In de staalfabriek werkten 20.000 man, en de tractorfabriek produceerde 250 T-34 tanks per maand. In het midden van Stalingrad lag een grote Tataarse grafheuvel, de Mamajev Koergan. Deze was voor beide zijdes van groot militair belang: wie de heuvel in handen had kon de gehele stad overzien.

De verdediging van Stalingrad

Tegen middernacht op 23 augustus was het grote bombardement eindelijk afgelopen. In Stalingrad heerste chaos. Grote delen van de stad brandden nog, de pieren en vele schepen waren in vlammen opgegaan en de stroming had de brandende olie op de Volga verspreid. De telefoonverbindingen werkten niet meer en het asfalt van de straten was gesmolten. De waterleidingen waren vernield waardoor brandweerlieden alleen maar hulpeloos konden toekijken. Op het terrein van de in het noorden van Stalingrad gelegen tractorfabriek 'Dzerzjinsky', waar nu tanks voor het Rode Leger werden geproduceerd, waren al granaten neergekomen. Er werden voorbereidingen getroffen om delen van de fabriek op te blazen, maar Jeremenko gaf opdracht de arbeiders van de fabriek uit te rusten voor de strijd en de vijand buiten de fabriek te houden. Twee genie-officieren meldden Jeremenko dat een pontonbrug over de Volga bij de tractorfabriek gereed was, maar Jeremenko gaf opdracht hem gelijk weer te vernietigen, uit angst voor een verovering van de brug door de Duitsers en het vervolgens creëren van een bruggenhoofd op de oostelijke oever. Maar er was ook goed nieuws: kolonel Gorochovs 124e Jagerbrigade was op de oostelijke oever aangekomen en zou zo snel mogelijk naar de westelijke oever oversteken om stellingen bij de tractorfabriek in te nemen. Ook wist Jeremenko nog enkele kleine reserve-eenheden naar het noorden te sturen.

Een uitgeputte Jeremenko belde met Stalin, terwijl het Tsaritsa-ravijn aan alle kanten omringd was door vuur. Jeremenko legde uit dat de situatie zeer ernstig was, en dat de stedelijke autoriteiten een aantal fabrieken wilde laten opblazen en de inhoud van andere fabrieken naar de andere kant van de Volga wilde brengen. Stalin was woedend. "Ik wil over deze kwestie niet eens praten," schreeuwde hij. "De evacuatie en vernietiging van de fabrieken zullen beschouwd worden als een beslissing om Stalingrad over te geven. Daarom verbiedt het Staatscomité van Defensie het."

Het commando over het 62e Leger was op 3 augustus overgenomen door luitenant-generaal Anton I. Lopatin. Zijn leger was in augustus teruggedrongen naar Stalingrad. In de zuidelijke voorsteden lag het 64e Leger, welke van Tsjoeikov was overgenomen door luitenant-generaal Michail S. Sjoemilov. De eerste Duitse eenheid die de Volga bereikte was een speerpunt van Generalleutnant Hubes 16. Panzerdivision, die de rivier bereikte bij de noordelijke buitenwijken van Stalingrad. Zij ondervonden daar felle tegenstand van batterijen luchtafweergeschut. De Duitsers waren hierdoor verrast maar gingen al snel in de aanval. In de avond werden de laatste kanonnen vernietigd, tot schrik van de tankbemanningen veelal bediend door vrouwen. De bemanningen waren geschokt, maar lieten geen twijfel bestaan over de moed van de vrouwelijke kanonniers.

Eilanden op de steppe

Doordat de hoofdmacht van het 6. Armee eind augustus nog bezig was de Don over te steken was de Duitse corridor tussen de Don en de Volga zeer smal. Generalmajor Schlömers 3. Infanteriedivision (mot.) van General der Infanterie Von Wietersheims XIV. Panzerkorps was onderweg om Hubes 16. Panzerdivision te hulp te komen, maar tot die tijd was de divisie afgesloten aan de Volga. Enkele Sovjetdivisies vielen Schlömers divisie echter aan vanuit het noorden, waardoor de verbinding met het bruggenhoofd aan de Don werd verbroken. Von Wietersheims divisies waren nu net eilandjes in een oceaan. Op de 28e wist de 3. Infanteriedivision (mot.) contact te maken met de 16. Panzerdivision. Deze divisie werd bevoorraad met buitgemaakte goederen, die meekwamen met Schlömers divisie. Nu waren er twee divisies afgesneden aan de Volga. De volgende dag verzocht Von Wietersheim Paulus zijn divisies terug te mogen trekken naar de hoofdmacht van het 6. Armee, wat hem nadrukkelijk verboden werd. De twee divisies kregen aanvallen te verduren van beide zijden van de corridor, maar op 30 augustus worden ze eindelijk bereikt door infanterie-eenheden van General der Artillerie Von Seydlitz-Kurzbachs LI. Armeekorps.

De hoofdmacht van het 6. Armee werd ondertussen nog steeds geplaagd door brandstoftekorten en boekte slechts langzaam vooruitgang. General der Infanterie Strecker, een korpscommandant van het 6. Armee, merkte op: "Hoe dichter de Duitse aanval de stad nadert, hoe kleiner de dagelijkse vorderingen."

Stalin was woedend toen hij hoorde dat de Duitsers de Volga hadden bereikt. Hij verbood de evacuatie van de burgers uit de stad. De stad moest tot het bittere einde worden verdedigd. Hij was van mening dat de Sovjets harder zouden vechten voor een bewoonde stad dan een 'dode' stad. Zelfs de fabrieksarbeiders die niet rechtstreeks betrokken waren bij de productie van wapens werden gemobiliseerd in 'speciale brigades'. Ze waren amper bewapend en werden in de strijd geworpen tegen de Duitse tanks. De arbeiders in de tractorfabriek waren overgegaan op de bouw van de T-34 tank. Nog voordat de T-34's geschilderd waren werden ze de strijd ingestuurd, rechtstreeks uit de fabriek, vaak bemand door de arbeiders die zojuist de tank hadden geproduceerd.

Uiteindelijk kregen de burgers toch toestemming om op door de NKVD gevorderde schepen de Volga over te steken. Veel schepen waren er echter niet, omdat de meesten waren bestemd voor het evacueren van gewonden en het aanvoeren van munitie. De Luftwaffe bestookte de schepen hevig, waardoor de overtocht absoluut niet zonder gevaren was. Ook de Duitse tanks en kanonnen brachten een aantal schepen tot zinken.