Одновременно 4-я танковая армия Гота, подтянув резервы вдоль железной дороги Тихорецк — Сталинград, нанесла удар на Абганерово и, прорвав фронт 64-й армии, устремилась через Гавриловку к южной окраине города.

Красноармейск, Бекетовка, Сталгрэс, судоремонтный завод и огромные штабеля леев у причалов и на товарной станции подверглись ожесточенной бомбардировке. Весь город сотрясали взрывы железнодорожных эшелонов и барж с боеприпасами. Воспламенились нефтеналивные суда и корпуса лесозавода. С часу на час следовало ждать появления здесь танков Гота. Они уже утюжили окопы и траншеи 15-й гвардейской дивизии. Это происходило почти у самого берега Волги.

На борьбу с танками на том же участке подошли боевые корабли Волжской военной флотилии «Громов», «Щорс», «Руднев», канонерские лодки. Они открыли огонь из всех орудий и не допустили танки к берегу. Для борьбы с пожарами сюда подоспел мощный противопожарный корабль «Гаситель».

Для непосредственного участия в организации обороны южной части города городской комитет обороны образовал оперативную группу. В нее вошли секретари обкома партии И. И. Бондарь (руководитель), П. В. Ильин, М. И. Сухов, секретарь горкома А. С. Татарников и секретарь Кировского райкома партии С. Д. Бабкин. Им было дано право мобилизовать все имеющиеся резервы корпуса народного ополчения, включая пожарные команды и отряд истребителей. Одновременно по приказу командования фронтом к месту прорыва танков были брошены части противотанковой артиллерии и два полка штурмовой авиации. На оборону Лысой горы, возвышающейся над южной частью города, переправлялись с восточного берега Волги батальоны морской пехоты и полки дивизии полковника И. К. Морозова.

Четверо суток шла героическая борьба с пехотой и танками противника, прорвавшимися к южной окраине города. Несмотря на огромные усилия воинских частей и населения, положение на этом участке фронта оставалось тревожным.

3 сентября генерал армии Г. К. Жуков, находясь в группе наших войск, действующих севернее Сталинграда, получил телеграмму Главнокомандующего И. В. Сталина: «Положение под Сталинградом ухудшилось. Противник находится в трех верстах от Сталинграда. Сталинград могут взять сегодня или завтра, если северная группа войск не окажет немедленной помощи. Потребуйте от командующих войсками, стоящими к северу и северо-западу от Сталинграда, немедленно ударить по противнику и прийти на помощь сталинградцам. Недопустимо никакое промедление. Промедление теперь равносильно преступлению. Всю авиацию бросьте на помощь Сталинграду. В самом Сталинграде авиации осталось мало».

Войска 24-й, 66-й и 1-й гвардейской армий, еще не закончив формирование и обучение рядового состава, перешли к активным действиям на фланге главной группировки противника в междуречье Дона и Волги. Полки и дивизии этих армий несколько раз переходили в наступление, но, не имея достаточного количества вооружения и хорошо сколоченных подразделений, каждый раз наталкивались на жестокое сопротивление противника и откатывались назад. Однако им удалось отвлечь на себя крупные силы вражеских соединений и тем оказать посильную помощь защитникам Сталинграда. Это позволило частям 62-й и 64-й армий подготовить оборону на внутреннем обводе и отразить попытку вражеских войск выйти к Волге и захватить город.

Отважно сражались в те дни летчики 694-го штурмового полка. Так, 7 сентября командир эскадрильи капитан П. С. Виноградов, ведя за собой семерку на штурмовку танков в районе Абганерово, был атакован четверкой истребителей. Сбросив бомбы на скопление танков, Виноградов вступил в бой с немецкими истребителями и два из них сбил. Раненный в воздушном бою, он не покинул кабину, посадил пробитый пулями и снарядами штурмовик на свой аэродром. Приказом народного комиссара обороны капитану П. С. Виноградову тогда же было присвоено звание подполковника, и он был назначен командиром штурмового авиационного полка.

Отчаянно сражался с фашистскими пиратами лейтенант Николай Смирнов. Возглавляя девятку истребителей, он вступил в бой против 45 «юнкерсов». В том бою было сбито 12 вражеских бомбардировщиков.

На весь фронт в те дни прославился молодой летчик, старший сержант 520-го истребительного полка Б. М. Гомолко. Совершая свой первый боевой вылет, сержант встретил на высоте 2500 метров 10 вражеских бомбардировщиков. Смело врезавшись в строй самолетов, он огнем из пушек и пулеметов сбил одного из них. Затем, израсходовав весь боекомплект, Гомолко таранил вторую машину. Его самолет при этом был сильно поврежден, и летчик выбросился с парашютом. Спустившись на землю, отважный сержант заметил, что рядом с ним приземлились два немецких пилота. Меткими выстрелами из личного пистолета Гомолко убил одного, а другой поднял руки. Вскоре имя сержанта Бориса Гомолко стало известно всем защитникам Сталинграда и стало называться в одном ряду с такими известными летчиками-истребителями фронта, как Баранов, Ефремов, Алехин, Новиков.

После ожесточенного удара по Сталинграду с воздуха, после выхода к его северной и южной окраинам с явной угрозой окружения и зажима в клещи всех сил и средств сталинградского гарнизона, включая корпус народного ополчения, гитлеровские генералы были уверены, что им суждено наблюдать смятение, панику, а затем массовую сдачу в плен военных и рабочих заводских районов. Но не суждено было им увидеть все это. Встретив возрастающую боевую активность защитников Сталинграда на земле, в воздухе и на воде, гитлеровцы вынуждены были остановиться перед стенами города.

12 сентября 1942 года Гитлер потребовал от Паулюса любой ценой и как можно быстрее захватить Сталинград. Ударная мощь войск Паулюса усиливалась 48-м танковым корпусом и специальными инженерными частями. На сталинградское направление подтягивались с других фронтов еще 38 дивизий, в том числе дивизии 8-й итальянской армии. В общей сложности в первой половине сентября между Волгой и Доном было сосредоточено 69 дивизий противника. К концу сентября их было более 80.

В свою очередь Ставка советского Верховного Главнокомандования, усиливая Сталинградский фронт резервными дивизиями, дала указания находящимся здесь Г. К. Жукову и А. М. Василевскому о подготовке будущего контрнаступления, подчеркнув при этом, что сейчас главная задача — удержать Сталинград и не допустить продвижения противника в сторону Камышина.