斯大林格勒最殘酷的戰鬥就是市區的爭奪戰，1942年9月14日，在保盧斯的指揮下，庫茨巴赫的第51軍開始向斯大林格勒發動進攻。9月14日6時30分，德軍數百門火炮、飛機和坦克向蘇軍第62集團軍發動猛烈進攻。

9月15日近衛第13師遭到德軍正面進攻，爭奪火車站的戰鬥異常激烈，雙方互有攻守，火車站一天

內，

竟

四次易手，到黃昏時在此落入蘇軍手中。9月16日近衛第13師從德軍手中奪回主動權，清除棧橋周邊地

區的

德軍，

重新

奪回火車站的控制權，9月19日火車站的控制權不斷更換，前後竟高達15次之多，德軍對棧橋不間斷進攻，再次佔領火車站。9月20日經過浴血奮戰，近衛第13師，成功阻止德軍的推進，為部隊渡過伏爾加河參加戰鬥贏得寶貴的時間。

9月23日凌晨尼古拉—巴秋科中校指揮的第284西伯利亞師渡過伏爾加河，這時的德軍空軍正在進行空中攻勢，擊中河岸邊的油桶，拂曉時的黑暗與石油燃燒時的黑煙，為巴秋科的部隊提供了天然的絕佳掩護。9月23日10時。第284西伯利亞師與近衛第13師，向德軍第71師發動反攻，阻擊該師向伏爾加河的推進。9月26日蘇軍第92旅在德軍第24裝甲師和第94步兵師的聯合進攻下被擊潰。

與第42旅殘部一起渡過伏爾加河撤退。這時的德軍第24裝甲師已經突進至伏爾加河，德軍的坦克雖已抵達伏爾加河，但付出的代價也是巨大的。德軍用時三週才前進了僅僅9千米的距離。保盧斯深刻認識到第6集團軍正在進行一場不同尋常的近距離戰鬥，這裡遍佈碎石瓦礫、建築物、刺刀、手榴彈和出其不意的戰鬥小組。這對機動作戰的德軍來說極為不利。在付出慘痛代價後，斯大林格勒南部的戰鬥基本平息，保盧斯重組疲憊不堪的軍隊，準備對工業區中心地帶發動進攻。