17 сентября Ставка Верховного Главнокомандования усилила 62-ю армию 92-й стрелковой и 137-й танковой бригадами 2-го танкового корпуса. Последняя имела в своем составе 15 танков Т-60. Эти бригады получили от командующего армией задачу: 92-я стрелковая — уничтожить противника в районе железнодорожного моста на реке Царица, а 137-я танковая — сосредоточиться западнее высоты 102,0 (Мамаев Курган). На следующий день в состав армии была включена 95-я стрелковая дивизия, также направленная в район Мамаева Кургана.
К исходу 18 сентября на северном участке фронта армии от поселка Рынок до реки Мокрая Мечетка положение наших частей оставалось без изменений. Все атаки противника здесь были отражены. На центральном участке части 23-го танкового корпуса и 27-й танковой бригады (выдвинута из резерва командующего армией из района высоты 102,0), отбивая многочисленные вражеские атаки, обороняли опушки рощ, что западнее поселков Баррикады и Красный Октябрь. На южные опушки рощи, что за высотой 102,0, выдвинулись 95-я стрелковая дивизия и 39-й стрелковый полк 13-й гвардейской стрелковой дивизии, переправившиеся с левого берега Волги. Далее к югу располагались 385-й и 524-й полки 112-й стрелковой дивизии, оборонявшие северо-восточные кварталы города; центральную часть города до реки Царица обороняли 34-й и 42-й гвардейские полки 13-й гвардейской стрелковой дивизии, а также 42-я стрелковая бригада. Южнее части 92-й стрелковой бригады с влитыми в ее состав отдельными ослабленными подразделениями 10-й стрелковой бригады, 131-й стрелковой дивизии и 35-й гвардейской стрелковой дивизии обороняли кварталы города, лежащие между рекой Царица, железнодорожной линией, вокзалом «Сталинград 2-й» и Волгой.
Противник перед фронтом армии действовал в прежней группировке, концентрируя свои усилия (главным образом авиации) против центральной и южной частей города. Танки и самоходные орудия вермахта крупными массами в бой не вводились. К 18 сентября в Сталинграде создалась крайне напряженная обстановка. Чтобы оказать помощь 62-й армии во исполнение директив Верховного главнокомандования, войска левого крыла Сталинградского фронта 18 сентября 1942 года вновь перешли в наступление. Им была поставлена задача нанести поражение группировке немецких войск в районе Гумрак, Городище и соединиться с 62-й армией.
Одновременно командующий Юго-Восточным фронтом приказал 62-й армии частью сил перейти в наступление из района Мамаева Кургана в юго-западном направлении с целью лишить противника возможности перебрасывать свои резервы от Сталинграда на север.
