当上述危机逐渐消除时，斯大林格勒方面军的左翼又出现了新的危机。7月31日，霍斯将军指挥的第4装甲集团军开始向斯大林格勒发动进攻，很快就突破了特鲁法诺夫少将指挥的第51集团军，但在阿克赛河却遭到了第64集团军左翼部队的猛烈进攻。第4装甲集团军经过休整后，于8月5日向第64和第57集团军的交界处发动进攻，但很快便在后者的反击下陷入停顿。这一失利表明，希特勒在1942年7月的决策，破坏了德军取得一次重大胜利的机会。希特勒抽调第4装甲集团军的做法，与1941年8月抽调第2装甲集团军如出一辙，无一例外地减轻了苏军的压力。现在，同1941年莫斯科战役相类似，德军陷入了残酷的消耗战，第6集团军与第4装甲集团军（从西南方向朝斯大林格勒推进，与当年第2装甲集团军进攻莫斯科时极其相似）发现根本无法战胜敌人。尽管德军在1942年9月就推进到了斯大林格勒，但他们将在这里与苏军再一次展开消耗战，最终将被葬送在自己制造的“大锅炉”中。

8月初的战场僵局迫使双方重新评估各自的形势。8月5日，华西列夫斯基对斯大林格勒方面军进行了整顿，由于战场表现不佳，斯大林格勒方面军被分割，戈尔多夫继续指挥第63、21、66和24集团军以及坦克第1和第4集团军。南部，叶廖缅科上将负责指挥新组建的东南方面军，下辖第62、64、57和51集团军。两大方面军的分界线为察里察河，该河向右延伸穿过斯大林格勒市区。德国陆军元帅冯·魏克斯命令第6集团军和第4装甲集团军向斯大林格勒西部的苏军发动一次集中进攻，第6集团军将渡过顿河向东推进；第4装甲集团军将突破第64集团军在斯大林格勒南部的防线，一直抵达伏尔加河。8月7日，第6集团军将第62集团军的防线切成两半。保卢斯命令德军继续大胆前进，抵达韦尔佳奇。然而，由于沼泽地形和苏军坦克第1集团军的牵制，第6集团军无法充分发挥此前的战果优势。在混乱无序的冒进中，保卢斯不同意第6集团军与坦克第1集团军展开阵地战。8月23日，在德国空军的全力支援下，第6集团军下属第51军顶着苏军的猛烈反击，在拂晓时分强渡顿河。在德国空军猛烈的近距离空中支援下，冯·乌特斯海姆的第14装甲军突破第62集团军的防御。休比少将指挥第16装甲师越过顿河―伏尔加河之间的陆桥，向前突进80公里，抵达斯大林格勒北部的伏尔加河。此时，伏尔加河被切断，德军完成了“第45号元首指令”中规定的初步任务。然而，第16装甲师却遭到第62集团军、工人民兵营以及刚刚从斯大林格勒拖拉机厂下线的坦克的猛攻。为了生存下去，第16装甲师在伏尔加河与苏军展开了殊死激战，乌特斯海姆请求保卢斯准许撤退，遭到保卢斯的严词拒绝。在德国空军猛烈空袭斯大林格勒的情况下，第6集团军继续向前推进。

8月23日至24日，菲比希中将的空军第8军对斯大林格勒发动了猛烈空袭，数千架轰炸机倾泻了无数的炸弹，铁路与公路交通陷入瘫痪，市政府一连数日无法运转，空气中弥漫着死亡的气息。德国空军故意在居民区的木质房屋上空投放燃烧弹，大片民宅陷入火海。由于火势无法控制，许多建筑物在火海中化为废墟，整个城市恐慌不安，士气低落。

燃烧的石油将伏尔加河照得如同白昼，斯大林格勒的医院与工厂在轰炸中被摧毁，滚滚浓烟升入数千英尺的高空。里希特霍芬称，整个斯大林格勒成为一座“奇怪的城市”。因为指挥斯大林格勒保卫战而名垂青史的崔可夫中将亲眼目睹了这样的场面：“方圆将近56公里的斯大林格勒被火海包围，一切都在燃烧、倒塌，死亡和灾难顷刻之间降临到了数千个家庭头上。”据估计，在德军的猛烈轰炸下，斯大林格勒有3万多人死于非命。在此情况下，斯大林仍然拒绝斯大林格勒市民大规模撤退，他认为在拯救一座“活的城市”的战斗中，苏军将会更加勇敢。

第6集团军右翼部队沿着伏尔加河向斯大林格勒西部卡尔波夫卡缓缓推进，遭到第62集团军左翼的顽强抵抗。此刻，德军指挥官看到了一种不祥的状况：战斗异常猛烈，德军进展非常缓慢。当时，第4装甲集团军向西南部进攻是为了与第6集团军会合，在顿河与斯大林格勒之间的“大规模歼灭战”中，包围苏军第64和第62集团军。然而，在斯大林格勒西南部的京古塔山丘上，沃纳·肯普夫将军的第48装甲军遭到崔可夫的第64集团军的猛烈抵抗。霍斯暂时停止了进攻行动，对部队进行重组。这时，第48装甲军通过向东32公里处的灵活战术运动，成功突破苏军防线。魏克斯命令第4装甲集团军在斯大林格勒西部16公里处的皮托姆尼克与第6集团军合力封锁包围圈。然而，第62和第64集团军却迅速撤退到了斯大林格勒外围，使得德军梦想的“大规模歼灭战”再次化为泡影。此时，魏克斯却错误地认为，苏军的撤退是放弃抵抗的一种信号，于是命令第4装甲集团军向斯大林格勒市区孤军深入，然后往东向察里察河推进。结果，第4装甲集团军遭到苏军的顽强抵抗，北部的第6集团军也面临着同样的遭遇。不过，由于德军此时已经抵达斯大林格勒的大门口，魏克斯自信斯大林格勒已在自己的掌握之中，胜利唾手可得。