15 августа 4-я танковая армия, продолжавшая удерживать рубеж Мело-Клетский, Большенабатовский, была атакована германскими войсками, перешедшими в наступление. Прорвав фронт армии в центре, немцы разделили ее на две группы. Отошедшая на северо-восток правая группа (205, 343-я и 321-я стрелковые дивизии) влилась в 1-ю гвардейскую армию (незадолго перед этим прибывшую в район селения Фролово). Эта армия в связи с обстановкой, сложившейся на фронте 4-й танковой армии, получила задачу оборонять рубеж Кременская, Сиротинская и далее по левому берегу Дона до устья реки Иловля. Левая группа (18, 184, 39 гв., 40-я гв. стрелковые дивизии, 193-я танковая бригада и 22-й танковый корпус в составе одной бригады) под натиском превосходящих сил противника к исходу 16 августа переправилась на левый берег Дона и заняла оборону на участке от устья реки Иловля до поселка Нижне-Гниловский.
К 17 августа войска Сталинградского фронта, отойдя за Дон, заняли оборону по внешнему обводу сталинградских укреплений. Правофланговые армии фронта — 63-я (1, 127, 153, 197, 203, 14-я гв. стрелковые дивизии и 3-й гвардейский кавалерийский корпус), 21-я (63, 76, 96, 124, 278, 304-я и 343-я стрелковые дивизии) и 1-я гвардейская (40, 41, 4 гв. сд) — продолжали оборонять левый берег Дона на участке Бабка, устье реки Иловля; под контролем советских войск находились плацдармы на правом берегу в районе города Серафимович, станиц Клетская и Ново-Григорьевская. 4-я танковая армия в составе 37, 39-й гвардейских, 18, 184-й стрелковых дивизий, 22-й мотострелковой и 22-й истребительной бригад удерживала рубеж по левому берегу Дона от 44 устья реки Иловля до поселка Нижне-Гниловский, прикрывая железную дорогу Сталинград-Поворино. 62-я армия (98, 399, 87, 35 гв. и 131-я стрелковые дивизии, 134, 137, 121-я и 40-я танковые бригады) оборонялась по левому берегу Дона на участке Нижне-Гниловский, Ляпичев, прикрывая кратчайшие пути к Сталинграду с запада.
Все дивизии советских армий были в значительном некомплекте. Для осуществления удара по Сталинграду с запада германское командование к этому времени сосредоточило против Сталинградского фронта в излучине Дона группировку в составе одиннадцати пехотных, двух танковых и двух моторизованных исключительно немецких дивизий.
Наиболее плотная группировка — 100, 305, 384, 389, 76, 296-я пехотные, 16, 22-я танковые, 3-я и 60-я моторизованные дивизии из состава 6-й армии — была сосредоточена в районе Трехостровская, Большенабатовский, Верхне-Голубая.
