13 сентября немцы силами трех дивизий пошли на штурм в направлении Мамаева кургана (высоты, господствующей над городом) и железнодорожного вокзала. Введя дополнительно в бой еще 2 дивизии, к вечеру немцы заняли и Мамаев курган, и вокзал. Бой шел в 800 метрах от КП 62-й армии. Немцы несли большие потери, но стремились закончить дело в тот же день или ночь. В ту ночь Сталинград спасла 13-я гвардейская стрелковая дивизия генерал-майора А.И. Родимцева. Сумев переправиться с левобережья, дивизия прямо с переправы побатальонно пошла в ночной рукопашный бой и сумела оттеснить немцев от берега к центру города. Утром 14-го удалось отбить и Мамаев курган. В этой атаке дивизия потеряла 3 500 человек из 10000, но положение спасла. Немцы, также понесшие большие потери, были вынуждены перегруппировать силы, и 62-я армия получила передышку. За это время удалось подвезти по единственной переправе боеприпасы, медикаменты и продовольствие, так как в начале сентября из города вывезли все склады. Теперь по ночам под огнем противника все перевозилось назад.
Уличные бои в городе не затихали ни днем, ни ночью. Ожесточенные схватки шли не только за каждую улицу, но за каждый дом, а иногда и этаж. Железнодорожный вокзал переходил из рук в руки 13 раз!
Одним из главных символов Сталинградского сражения стала оборона горсткой из 20 советских солдат под командованием сержанта Якова Павлова дома на одной из городских площадей, имевшего выгодное стратегическое положение. 58 дней и ночей немцы почти беспрерывно штурмовали этот опорный пункт, применяя артиллерию, танки и даже авиацию, но все было тщетно. Среди защитников дома не осталось ни одного не раненного бойца, но немцы так и не захватили эту груду почерневших камней.
22 сентября немцам удалось разрубить 62-ю армию на две части и выйти к центральной переправе. Генерал Родимцев вспоминал, что в тот день «боевые действия по напряженности, ожесточению и потерям превзошли все предыдущие бои, которые пришлось вести гвардейцам в городе. Это был поистине ад. Я побывал не в одном сражении, но в такой схватке мне довелось участвовать впервые». И вновь ситуацию спасли резервы – 284-я дивизия (10 000 человек) подполковника Н.Ф. Батюка, прибывшая ночью, вступила в бой прямо на берегу и сумела отбросить немцев от пристани.
Генерал Ханс Дёрр вспоминал: «…Километр, как мера длины, был заменен метром, карта генерального штаба – планом города. Расстояние между нашими войсками и противником было предельно малым. Несмотря на массированные действия авиации и артиллерии, выйти из района ближнего боя было невозможно. Русские превосходили немцев в отношении использования местности и маскировки и были опытнее в баррикадных боях за отдельные дома… Позиционная война нагрянула неожиданно для немецких войск, потери в людях и технике были несоизмеримы с успехами, которые исчислялись квадратными метрами захваченной местности…»
