大桥据守，尽管顿河此时已结冰了。
与此同时，在斯大林格勒以南，斯大林格勒方面军准备于11月20日晨向罗马尼亚第6军发动进攻。苏军的指挥与控制系统与西方国家的军队完全不同。它不是用地图、无线电台与联络军官指挥进攻，而是所有的高级指挥官甚至方面军司令员都在能观察到敌人的高地上设立作战指挥所。这意味着，在主攻方向上，团长、师长、集团军司令和方面军司令将在距前方支撑点一二千码的距离上观察战况的发展。每个指挥官都由他的随身参谋、信号兵、传令兵、文书以及炮兵指挥官与主要兵种指挥官陪同。另外，方面军司令员还有一部与莫斯科和斯大林联系的电话或短波无线电话。
在苏军第57集团军的地境内，有一座高出伏尔加河水平面约三百英尺的小山丘，上面开设了一个指挥所，从这里可以俯视荒漠的草原。叶廖缅科就在这个指挥所里等候上午八时的进攻。七时三十分，浓雾茫茫，不得不将H时推迟一小时。一小时后，能见度仍低于二百码。无奈，只好把进攻时间再顺延一小时。与此同时，步兵、炮兵都严阵以待在严寒中静静地等待。但是，莫斯科最高统帅部的参谋军官们却不同，他们愈来愈急切地想知道进攻推迟的原因。九时二十分，雾开始消散，炮兵奉命于十时开始炮击。
炮兵火力的安排和攻势发起的信号都是标准的苏联式的，苏联人有意使其简明扼要，即使智力最差的士兵也能明白无误。十时，人人都能耳闻目睹的卡秋莎火箭炮首次齐射，标志着炮火准备的开始。第二次齐射则标志着炮击完毕，步兵与坦克随后发起冲击。叶廖缅科认为，所有官兵都明了这一点。但在十时，第一次齐射后，却使叶廖缅科大吃一惊，他听见戈里高利维奇·鲁什基上校大喊一声“乌拉”，便意识到他根本没领会他的命令。他眼看着第143海军陆战旅正跃出射击掩体，向罗马尼亚人的堑壕蜂拥而去。叶廖缅科真是名不虚传，他迅速地制止炮击，命令第13机械化军尾随勇敢的鲁什基发起冲击。这件事本身似乎可以说明苏军的训练与通讯状况有了很大的改进。
在南部，特鲁番诺夫指挥的第51集团军未受到雾的干扰，在九十分钟之前便向驻守在朴诺多维托耶的罗马尼亚第1、第18师发动进攻。舒米洛夫的第64集团军的左翼迟至中午，待有足够的火炮对它实施支援时才发动进攻。罗马尼亚第6军已溃散。正如苏军的资料中所记载的，它好象一群乌合之众，到处逃窜。第4、第13机械化军继续向西北方向的卡拉奇快速推进，而第51集团军与第4骑兵军则向西南方向的阿克赛河与顿河下游运动。据一位目击现场的德国军官供述，实际上苏军的推进毫无阻挡。恐慌迅即蔓延到后方地域。许多罗马尼亚军官甩掉士兵，乘机动车逃走。罗马尼亚士兵有的乘机抢劫财物，有的则丢弃武器，驱赶着成群的牲畜逃越荒野。在阵地纵深内构筑的防御工事和储备的补给品根本没有动用。只有罗马尼亚骑兵临危不乱，毫不示弱。在后方地域，德国人也遭到一些非难，尤其是主管民用补给与军械的官员。冬装仓库被破坏，武器库无人管理，临时燃料库被火焚毁，由于缺乏油料，车辆被丢弃在沿途。满载私人财物的卡车向北方全速行驶，官员们站在脚踏板上，紧紧地贴着车门。与此同时，苏军在前卫的掩护下，沿着道路持续向前推进。据我们的目击者说，苏军前卫一路未遇抵抗，直至进抵马林诺夫卡附近，才同德军一个战地救护连遭遇受阻。这个连是为了保全自己与伤病员的宝贵生命而战斗的。在这种走投无路的情况下，康斯坦丁内斯库的罗马尼亚第4集团军于11月21日才满心不快地承担了指挥罗马尼亚第6、第7军的任务。
11月23日，斯大林格勒方面军的先头部队沃尔斯基指挥的第4机械化军在苏维埃斯基附近与第5坦克集团军会师。苏维埃斯基位于斯大林格勒通往西部的铁路干线上，在卡拉奇东南方约十二英里处。两军会师后，德军第6集团军之全部与第4装甲集团军之一部与外界的陆路联系便全部断绝了。苏军完成整个合围的时间还不到四天。只有罗科索夫斯基指挥的顿河方面军的北部，由于巴托夫指挥的第65集团军遭到施特雷克尔指挥的德军第11军的抵抗，进展缓慢。再向西，在原绥拉菲莫维奇桥头堡当面，拉斯卡将军与罗马尼亚第4、第5军的部分部队依然在重围之中，罗马尼亚人已大批大批地投降，希特勒不顾B集团军群的意愿，坚持要把第48装甲军再次投入战斗。不过，这次就没有罗马尼亚的装甲师一同行动了。进攻未能得手，反而被围。但在B集团军群的指导下，第48装甲军突破包围圈撤向契尔河以西。于是，希特勒下令逮捕了军长海姆中将。这位军长曾任过保卢斯的参谋长和第14装甲师师长，最终竟然被屈辱地革职监禁。
在契尔河防线的顿河河曲内，B集团军群司令魏克斯企图建立一支预备队，以阻止苏军向西运动。当时，唯一可使用的部队是第48装甲军（它只有兵力十分薄弱的第22装甲师）和17军军长霍利德特指挥的一个仓促组建的集群组成。该集群下辖德军第298步兵师、罗马尼亚第3集团军已撤出的各师的残部和另外三个完整的罗马尼亚师，以后还会得到德军第62步兵师的加强。
11月19日、20日，元首的司令部一片混乱。希特勒本人神经紧张，方寸已乱，茫然不知所措，蔡茨勒与陆军总部未提出任何明确的建议。唯有约德尔提出一项合理的建议，就是把整个战局交给魏克斯去处置，结果被拒绝了。
在苏军实施突贯时，保卢斯指挥的第6集团军司令部正位于顿河河畔的格鲁宾斯卡亚，距卡拉奇不远。11月21日中午，它被迫匆忙向南转移到上契尔斯卡亚的顿河大桥（位于契尔河河口）附近的一个预备地点。这天夜里，接到元首发来的一封电报，命令第6集团军准备实施环形防御，并指示保卢斯及其司令部返回斯大林格勒地区。赫特指挥的第4装甲集团军司令部于11月22日返回契尔河地域，仍滞留在斯大林格勒的耶内克的德军第4军被转隶给第6集团军。赫特本人显然对罗马尼亚军队的位置和状况一无所知。保卢斯于11月22日下午与赫特会了一面，然后，便启程飞往其司令部的新驻地古姆拉克飞机场。同一天的夜里，保卢斯向魏克斯发报，告诉他弹药与油料补给已成当务之急，第6集团军仅剩六天的口粮。他提出，要设法守住伏尔加河与顿河之间的地域，必须将足够的补给品运进斯大林格勒。但是，如果他守不住罗马尼亚军队留下的缺口以南的阵地，便要求有机断处置的权力，向西南方向突围。
据说，开始，B集团军群对危及第6集团军的这场灾难未能作出正确的判断。但是，到11月23日，当魏克斯向腊斯登堡报告，空中补给连第6集团军十分之一的需要量都不能满足时，无疑，B集团军群已完全了解了实际情况。鉴于12月10日以前不可能前往救援，加以第6集团军的补给情况极差，魏克斯想让保卢斯迅速突围，尽管他知道，这样做会遭到很大的损失，尤其是装备的损失会更大。他认为这总比饿死为好。这一天，保卢斯一直与其所有的德国军保持联系，其中只有一个军不断地遭到进攻。所有军长都同意，当前的处境只有放弃斯大林格勒阵地，向西南方向突围才是出路。那天夜间，保卢斯在得到魏克斯的同意之后，以个人名义向希特勒拍发了一封电报，要求获得机断处置的权力，并指出只有集结部队向西南方向撤退才能拯救第6集团军。火炮与反坦克武器的大部分弹药己消耗殆尽，许多炮连已根本没有弹药。只有迅速地采取行动方能预防第6集团军的早日覆没。这封在被围当天夜间发出的电报明确地说明了德军的处境，而且对这样险恶的局面再也不能掉以轻心了。
蔡茨勒后来说，他当时坚决支持保卢斯与魏克斯的意见。事实上，他的确这样做了，尽管不知道他是否用了象他曾描述过的那样激烈的措辞。据他讲，希特勒11月23日曾原则上同意实施突围，而且把突围的意旨已然口头下达给B集团军群参谋长佐登施特恩。蔡茨勒说，后来凯特尔和约德尔提出建议，说保卢斯应留在伏尔加河，准备来年春季发动新的攻势，因此希特勒又反悔了。于是蔡茨勒大骂凯特尔与约德尔，说他们专拣元首爱听的说。他们可能提过这样的意见。不过元首本人也大吹大擂地当众说过要留在伏尔加河，因此，保卢斯、魏克斯或蔡茨勒所说的一切不可能对他产生丝毫影响。
第6集团军的命运取决于元首的决定以及他的将领们是否愿意服从他。保卢斯本人个性不强，优柔寡断。他与参谋长阿图尔·施密特的关系尚可，但不亲密。两人相比，施密特的个性要比保卢斯强得多，他在苏联被囚禁期间的表现可以证实。五个军长都反对希特勒要他们留在斯大林格勒的决定。但是，其中四个表示无条件服从留下的命令。第五位是名炮兵军官，原第12步兵师师长，第51军军长塞德利茨·库尔茨巴克。他在这一年初曾因成功地解除了迭米扬斯克之围，而引起了希特勒的注意。他十有八九已被选定接替保卢斯任第6集团军司令。这个军官确有非凡的能力，他能够迅速地判断形势，并制订出符合逻辑的正确行动方针。另外，他还是个有独到见解、精明强干、足智多谋的人，可能还有点任性。苏军攻势发起不过几个小时，塞德利茨就断言，第6集团军必须毫不迟延地撤离斯大林格勒，向西南方向实施反攻。他用他所能发挥的全部热情极力劝说保卢斯采取这个行动。11月23日，在第6集团军仍在等待元首下达进一步命令时，塞德利茨通知保卢斯说，第51军已开始撤退。该军当时正背靠着伏尔加河扼守包围圈的东北角。在这种情况下，保卢斯本应下令撤掉塞德利茨，确切地讲，是逮捕塞德利茨，可是他未这样做。而后果却出乎所料。11月23日，当希特勒听说撤退已经开始，就立刻怀疑到是保卢斯违抗了他的命令，而对塞德利茨的忠心却高度信任。他可能认为塞德利茨比保卢斯更为可信，于是把第51军撤出第6集团军建制，要塞德利茨为防守这个包围圈的东北角向他本人负责，因此，保卢斯对位于伏尔加河西岸的第51军的地域不负任何责任。后来，塞德利茨还接管了第14装甲军的地域。
元首是否会象蔡茨勒所主张的那样，要在11月24日下令撤离斯大林格勒，这种可能性最后由戈林在24日晨排除了。他自恃有迭米扬斯克成功地实施空运的先例，向元首保证德国空军一定能向被围部队提供充分的空中补给。元首十分爽快地接受了这项保证。随即宣布斯大林格勒为要塞，虽然谁也不知道被围部队下周的口粮有无着落。第6集团军本想得到元首突围的决定，结果却是一道留在伏尔加的命令。11月26日午夜前五分钟，元首以他个人的名义向第6集团军的所有士兵发了一封电报，他在电文中命令他们坚守阵地，并向他们保证，他将倾其全力支援他们。
斯大林格勒包围圈内的部队既不沮丧也不恐慌。团级军官与部队均对元首抱有不可动摇的信心和信赖。，有许多部队很久以来就已遭受被围的威胁了。另外，他们对保卢斯及其参谋人员所了解的实情也一无所知。
被孤立的部队有五个军司令部、二十个德国师和两个罗马尼亚师，据11月25日的估计，其实力高达二十八万四千人。毫无疑问，这个总数还包括了大量的俄国辅助人员。这些部队约有一千八百门火炮，一万台摩托车辆，八千匹骡马。若按每人每日约需七磅物资的最低需要量计算，那末每天合计约需八百五十吨物资。这还不包括为突围或支援其他部队突入所需的储备。第6集团军原要求每日空运七百五十吨物资，这样，一天就需要飞行三百八十架次。冬季气象条件不良，白昼又短，加之塔秦斯卡亚附近的机场设备有限，想让许多飞机每日飞行一架次以上是不现实的。由于在俄国的冬季，可使用的飞机的数量一般不超过实有数的百分之三十五。即使有必要的机场，地面维修保养组织、装卸组、调度组以及补给与运输系统，也需要一千余架运载量为两吨的容克52型飞机参加这次空运。空运的成功与否还取决于空中和机场的安全、良好的飞行气象条件以及出发与接收机场的经济航程。当时，德国空军的全部运输力量为七百五十架容克52型飞机，而且分散配置在整个欧洲与非洲。此外还缺少必要的机场与地面运输机构。包围圈内有七个机场，其中六个与简易机场没有差别，只有皮托姆尼克机场能在夜间使用。西南方向的空情也恶化了。苏联空军十分活跃，俄国的冬天也临近了。有鉴于此，戈林硬把轰炸机当运输机使用，就是这样，连五百吨所谓最低需要量的物资都无法提供。在整个作战期间，德国空军每日只能运进物资九十多吨。12月19日是运输效果最佳的一天，运入物资二百九十吨。11月23日，魏克斯提醒元首，德国空军连第6集团军实际需要量的十分之一都不能满足。他的预见是正确的。
此时，元首对曼施泰因的能力给予极高的评价，于是第11集团军这个扮演消防队脚色、奔波于出事地点之间的救急大军便奉命从维切布斯克向南开往诺沃切尔卡斯克，对付业已出现的危险局面。第11集团军司令部又从驻在罗斯托夫的德国…罗马尼亚联合机构中得到一支参谋力量的加强，改称顿河集团军群。这是德军集团军群首次以地名为代号。根据希特勒的命令，曼施泰因接过魏克斯的大部分职权，犹如他在列宁格勒对屈希勒尔所干的一样。顿河集团军群的任务是阻止苏军向西推进，并把敌人驱回攻势发起前的原阵地上，这当然也是为了解斯大林格勒之围。
11月27日，顿河集团军群接受了新的指挥权，第6集团军已划归这个新集团军群领导。但是，曼施泰因对保卢斯的指挥也只不过