南方集团军开始对俄国南部进攻，德军的攻势起初非常的顺利，俄军在空旷的草原抵抗力薄弱并且向东撤退，他们数次的防线因为德军的攻击而崩溃，沃洛什防御战役俄军付出了三十七万人的阵亡。
为了应对德军，斯大林任命俄国元帅安德烈．叶廖缅科为西南方面军的司令，尼基塔．赫鲁晓夫负责防守斯大林格勒的任务，目标就是不惜一切的代价死守斯大林格勒。
对于德军的进攻俄军已经作好了准备，俄军利用船只渡过以对全城补给粮食、牛和铁路机车车辆。
德国空军第四航空队对斯大林格勒市进行猛烈的轰炸，该航空队是全世界最强大的航空队。数以千吨计的炸弹倾泻入市内，斯大林格勒市很快地就变成了一片废墟。
为了防御，斯大林派出了所有可用的部队到伏尔加河东岸，所有的渡轮很快的被德国空军所炸毁，因此这些部队需要乘坐驳船缓慢地用拖船拖过河。斯大林又禁止居民从斯大林格勒市撤走，因为他相信居民的存在会鼓励守军进行更顽强的抵抗，许多妇女及儿童被派往修筑战壕及防御工事。
德军一次大规模战略的轰炸导致一场火灾旋风造成了数千人的死亡，斯大林格勒市区内一大片城区被烧成残垣断壁的废墟。
俄国空军在斯大林格勒部署的部队被德国空军所驱散，从开始紧密的作战区域就损失了二百零一架的战机。对斯大林格勒持续地投入空军增援，但是持续受到巨大的损失，德国空军已经完全掌握了该空域的制空权。
最初斯大林格勒的防守重任落在第一零七七防空团的身上，该团主要由年轻女性自愿者组成的，她们没有受过射击地面目标的训练，该团坚守防御阵地并攻击前来的德军战车。
为了守卫这座满目疮痍的城市，俄军在居民楼及工厂中建立了防线，双方在废墟般的城市中进行着激烈而绝望的战斗。在这一个战场上，一名新到作战的俄军士兵平均生存时间少于二十四小时，而一名俄军的军官不多于三天。
“不能后退一步”和“斯大林格勒后已经没有土地”成为了战地口号，正因为俄国人的顽强抵抗，德军向斯大林格勒城内推进时也付出了巨大的代价。
俄军将多层楼房、工厂、仓库、街角住宅及办公楼转变为布满机枪、反战车步枪、迫击炮、地雷、铁丝网、狙击手以及拥有冲锋枪枪手和掷弹兵进行逐屋的战斗，激烈的战斗在每一个废墟、街道、工厂、住宅、地下室及楼梯间进行，德军称这一种看不见的城镇战为老鼠战争。
“可笑地攻占了厨房，但仍然在争夺客厅。”
在绝望的混乱中，所有战线都消失了，习惯进行机动作战的德军士兵被迫投入艰苦而快速的战斗，包括通过炸毁的居民区、办公区、地下室和公寓高楼大厦中前进。在一些高的建筑物之中，屋顶被早些时候德国空军的轰炸炸穿，因此可以从屋顶的破洞中看到近距离的战斗，俄军与德军在同一楼层上，俄军在一边，德军在另一边，双方通过破洞互相的射击。
