Неудача тем более показательна, что трем советским армиям противостоял всего лишь немецкий 14-й моторизованный корп в составе 16-й танковой и 3-й и 60-й мотопехотных дивизий, а также часть сил 76-й пехотной дивизии 8-го армейского корпуса. При этом часть сил 60-й мотопехотной и 16-й танковой дивизий сражались и против 62-й армии в районе Орловка, Рынок.
12 сентября наступление прекратилось. Советские войска потеряли около 4 тыс. человек на стрелковую дивизию. 7-й танковый корпус безвозвратно лишился 156 танков из 191. Это наступление нисколько не помешало 6-й армии как раз 12 сентября ворваться в Сталинград и захватить южную и половину центральной части города.
Чтобы оттянуть немецкие силы от Сталинграда, готовилось новое наступление. Главный удар наносился южнее ст. Котлубань, в стыке 8-го армейского и 14-го моторизованного корпусов, в направлении Гумрак – Городище. 21-я армия выполняла вспомогательную задачу – расширить плацдарм в районе Серафимовича, вплоть до объединения с плацдармом у Сиротинской, и захватить ст. Клетская. После этого в прорыв должен был войти 3-й гвардейский кавкорпус.
Для руководства новым наступлением прибыл Жуков. 1-я гвардейская армия, теперь наступавшая между 4-й танковой и 24-й армиями, включала в себя 73-ю, 207-ю, 221-ю, 258-ю, 260-ю, 292-ю, 308-ю и 316-ю стрелковые дивизии, 4-й, 7-й и 16-й танковые корпуса с тремя танковыми и мотострелковой бригадами каждый, пополненные людьми и техникой. Кроме того, в составе армии имелись 3-я,12-я,121-я, 148-я танковые бригады, четыре артполка, три истребительно-противотанковых артполка, пять полков и один дивизион реактивной артиллерии.
24-я армия состояла из 38-й и 41-й гвардейских, 49-й, 116-й, 231-й, 233-й, 234-й стрелковых дивизий, 69-й танковой бригады, четырех артполков, двух истребительно-противотанковых артполков и пяти полков реактивной артиллерии.
66-я армия включала в себя 64-ю, 84-ю, 99-ю, 120-ю, 299-ю стрелковые дивизии, 10-ю танковую бригаду, четыре артполка, один минометный полк, два истребительно-противотанковых артполка, четыре полка и один отдельный дивизион реактивной артиллерии. В воздухе действовали 160 истребителей и 100 штурмовиков 16-й воздушной армии.
20 стрелковых дивизий поддерживали не менее 600 танков. Кроме того, 62-я армия силами трех дивизий, в том числе свежей 95-й стрелковой дивизии, и танковой бригады должна была наносить удары из района Мамаева кургана, а 64-я армия с помощью двух стрелковых дивизий и 13-го танкового корпуса должна была попытаться захватить район Купоросное – Купоросная балка. Войска этих двух армий поддерживались 8-й воздушной армией.
