Od 7 sierpnia armia wchodziła w skład Frontu Południowo-Wschodniego, a od 28 września ponownie wchodziła w skład Frontu Stalingradzkiego. Pod koniec sierpnia odpierała ataki wroga na centrum ugrupowania frontu, a na początku września została skierowana na wewnętrzną linię obrony Stalingradu i utworzyła linię obronną na linii Staro-Dubowka – Elchi – Iwanowka, gdzie toczyła zaciekłe walki do 12 września, po czym broniła południowo-zachodnich przedmieść i południowej części Stalingradu. Po rozbiciu obrony Frontu Południowo-Wschodniego i wycofaniu jego wojska za Wołgę, armia pozostała na prawym brzegu Wołgi i broniła obszaru na południe i południowy zachód od Stalingradu.
Gdy wojska radzieckie przeszły do kontrofensywy 19 listopada 1942 roku, armia posuwała się w ramach głównej grupy uderzeniowej Frontu Stalingradzkiego w kierunku Sowiecka, Kałacza. 23 listopada dotarła do rzeki Czerwlenaja, a następnie walczyła przeciwko otoczonym w Stalingradzie wojskom niemieckim.
W dniu 1 stycznia 1943 roku weszła w skład Frontu Dońskiego i wzięła udział w likwidacji okrążonej grupy wojsk niemieckich pod Stalingradem.
Po zakończeniu likwidacji wojsk niemieckich w Stalingradzie, od 6 lutego 1943 r., armia wchodziła w skład grupy armijnej gen. por.