Войска германского 51-го армейского корпуса вели наступление с плацдарма вдоль линии железной дороги Калач – Сталинград, но встретили сильное сопротивление.
Группа генерала Коваленко была усилена прибывшими из резерва Ставки 4-м и 16-м танковыми корпусами и 24-й, 84-й и 315-й стрелковыми дивизиями. Ей и группе Штевнева было приказано 25 августа ликвидировать немецкий прорыв к Волге. Советская 4-я танковая армия должна была силами 27-й гвардейской и 298-й стрелковой дивизий выйти на левый берег Дона на участке Верхне-Гниловский – Вертячий.
62-й армии, в состав которой вошли 35-я гвардейская стрелковая дивизия и 169-я танковая бригада, предстояло выйти на рубеж Вертячий – Песковатка. Прибывшая из резерва Ставки 64-я стрелковая дивизия прикрывала направление на Камышин. Для обороны города в резерве Сталинградского фронта оставались прибывавшие из резерва Ставки 124-я, 115-я и 149-я стрелковые бригады.
Однако организация нового советского наступления задержалось. Группа Коваленко только 26 августа совместно с 4-й танковой и 62-й армий и группой Штевнева смогла сократить ширину коридора до 4 км, так что немцам пришлось вплоть до 30 августа снабжать 16-ю танковую дивизию по воздуху.
23 августа авиация 4-го воздушного флота начала массированно бомбить Сталинград, используя до 200 бомбардировщиков. В результате бомбардировок были повреждены Тракторный завод, завод «Баррикады», завод «Красный Октябрь» и ряд других предприятий на севере города, а также административные и жилые здания в центре. Бомбардировке не подвергалась южная часть города, где преобладали жилые дома и где германские войска собирались расквартироваться на зимние квартиры.
Российские историки Михаил Зефиров, Дмитрий Дегтев и Николай Баженов так описывают тот ад, который царил в Сталинграде 23 августа: «На металлургическом заводе «Красный Октябрь» продолжалась работа, когда девять Ju-88, зайдя со стороны Волги, с пикирования сбросили бомбы на его корпуса. Мощные взрывы вздыбили крыши цехов, взметнув в небо столбы огня и дыма. Затем «Юнкерсы» с воем пронеслись над крышами домов, выходя из пике. На заводе начался кромешный ад. В литейном корпусе № 3 прямо на рабочих с грохотом повалились многотонные швеллера и балки, фрагменты крыши. Взрывной волной из доменных печей выбросило пламя, на пол хлынули потоки жидкого металла, из пробитых трубопроводов потек горящий мазут. Те, кто еще не был придавлен или разорван в клочья, тотчас вспыхнули и с неистовыми криками носились в дыму. Рабочие, которым посчастливилось не оказаться в очагах поражения, уже не дожидаясь «официального приказа», бросились бежать на улицу. Одни запрыгивали в вырытые поблизости щели, другие мчались прочь подальше от цехов.
