Początkowy atak Amerykański historyk David Glantz wykazał, że seria czterech, ciężkich bitew, nazwanych zbiorczo operacją kotłubańską, stoczonych w rejonie Kotłubania na północ od Stalingradu, gdzie Sowieci zajęli najwyżej położone miejsce, przesądziła o wyniku bitwy, zanim Niemcy postawili stopę w samym mieście. Począwszy od końca sierpnia, aż do września i października, Sowieci zaangażowali od dwóch do czterech armii w pośpiesznie skoordynowanych i słabo kontrolowanych atakach na północną flankę Niemców. Działania te spowodowały ponad 200 000 ofiar w szeregach armii radzieckiej, ale spowolniły niemiecki atak.
23 sierpnia 6 Armia dotarła na przedmieścia Stalingradu w pogoni za 62 i 64 Armią, które wróciły do miasta. Gen. Ewald von Kleist, dowódca 4 Armii Pancernej, powiedział po wojnie:
Sowieci mieli wiele informacji o niemieckich postępach, aby odesłać zboże, bydło i tabory kolejowe za Wołgę i nie narażać ludności cywilnej na niebezpieczeństwo, ale większość cywilów na rozkaz generałów nie została ewakuowana. Sprawiło to, że miastu brakowało żywności jeszcze przed niemieckim atakiem.