1942年5―6月，在哈尔科夫、刻赤以及克里米亚的毁灭性失败，使得苏军损失近50万人。6月26日，华西列夫斯基上将接替因健康状况不佳无法任职的沙波什尼科夫陆军元帅，出任苏军总参谋长。他请求斯大林从两个方面对苏军战略进行调整，他认为，红军在战术方面弱于德军，如果仍然像1941年那样继续坚守阵地、顽强抵抗，无异于自取灭亡；苏军缺乏足够的人员参与南部的战斗和保护莫斯科。在哈尔科夫的大溃败使得苏联西南方面军直接面对德军第6集团军的进攻，南方面军将不得不与德军第17集团军和第1装甲集团军进行面对面的较量，两大方面军严重缺乏兵力，而且暂时得不到补充。一旦西南方面军被德军消灭，南方面军北翼将会暴露在德军面前，势必导致沃罗涅日与罗斯托夫之间的苏军阵地全线崩溃。7月6日，斯大林命令铁木辛哥的西南方面军与马利诺夫斯基的南方面军实施战略撤退，避免被向南推进的德军第4装甲集团军包围。斯大林的这一举措使德军“蓝色”行动第三阶段的计划化为泡影。

7月16日，希特勒抽调第4装甲集团军前往A集团军群，增援在罗斯托夫东北部实施的大规模包围计划。7月23日，德军占领罗斯托夫，但希特勒的大规模包围计划再次落空。但是，希特勒此次从Ｂ集团军群调动第4装甲集团军的决定，还是取得了成果。后来，大多数历史学家认为，希特勒此次从Ｂ集团军群抽调装甲部队具有重要意义。就在西南方面军阵脚大乱时，希特勒拒绝以第6集团军为首的Ｂ集团军群利用强大兵力和速度优势在苏军组织起防御之前向斯大林格勒推进。与苏军相比，德军在速度和机动能力方面拥有极大优势，正是依靠这些优势，德军一直进行着机动作战。相反，苏联最高统帅部充分利用德军第6集团军推进速度放慢这一有利战机，在顿河湾附近部署了3个集团军，导致1942年7月底到8月份，第6集团军陷入与苏军的残酷消耗战之中。然而，尽管在战斗中没有俘虏苏军，希特勒仍然认为，苏军在顿河西部的抵抗已被粉碎。7月20日，希特勒首次正式下令第6集团军向斯大林格勒发动进攻。

7月23日，就在罗斯托夫沦陷的同一天，希特勒下达“第45号元首指令”，宣布“蓝色”行动的作战目标已经实现。希特勒命令A集团军群渡过顿河，夺取高加索地区的油田，随后向巴库推进。此时，德军新添了一个全新的目标：夺取并占领黑海海岸。Ｂ集团军群将向斯大林格勒推进，随后沿着伏尔加河向阿斯特拉罕挺进。德军这些目标与自身实力极不相配，希特勒完全低估了苏军和苏军战略预备队的战斗意志。7月30日，希特勒改变了自己的决定，命令第4装甲集团军从A集团军群返回Ｂ集团军群。此时，第4装甲集团军早已渡过罗斯托夫东部的顿河，现在却要向左调转方向，沿着东北方向朝斯大林格勒进发。这样，当第6集团军在斯大林格勒西部激战之际，第4装甲集团军将无法与第6集团军相互支援，而且将面临燃油短缺的困扰。此时，德军再次由于缺乏切实可行的作战计划，导致夏季攻势第二阶段出现混乱，许多指挥官在面对新情况时束手无措。

7月初的苏军阵地极其危险。布良斯克方面军与西南方面军之间出现一个322公里的缺口，南方面军与西南方面军也失去了联系。7月12日，根据苏联最高统帅部的“第170495号命令”，成立了斯大林格勒方面军，由铁木辛哥指挥。7月19日，斯大林宣布斯大林格勒全体军民进入战争状态。斯大林格勒方面军防守地域达354公里，从斯大林格勒西北部，沿着顿河往南，一直到斯大林格勒西南部顿河与奇尔河的交汇处。西北部部署的是库兹涅佐夫将军率领的第63集团军，西部为科尔帕克奇将军率领的第62集团军，崔可夫指挥的第64集团军部署在第62集团军的左翼。当时，斯大林格勒方面军的兵力并不充足，第62和第63集团军仅有16万人、400辆坦克和450架飞机，与他们对峙的德军第6集团军却拥有高达30多万人的兵力。第64集团军只是由许多兵力严重不足的师级单位拼凑而成，许多师不足2500人。斯大林格勒方面军的阵地外围由西南方面军的残余部队据守。丹尼洛夫将军指挥的第21集团军和第38集团军在顿河北部沿岸部署，克留琼金的第28集团军在第62集团军后方部署。在斯大林格勒西部，托尔布欣少将指挥的第57集团军部署在第64集团军的左翼阵地。7月21日，铁木辛哥终于为西南方面军自1942年5月以来的糟糕表现付出了代价，作为斯大林格勒方面军司令员，他被瓦西里·尼古拉耶维奇·戈尔多夫中将取代，后者是一位能力超群的战地指挥官，但脾气稍嫌暴躁。