На исходе второго наступления казачий фронт закрепился на линии станций Кривомузгинская — Гнилоаксайская. В это время существенно изменилось внешнее положение Дона. Ставка на немцев оказалась битой. В ноябре 1918 года в Германии произошла революция, Брестский мир был аннулирован, и немецкие войска спешно покинули Юг России. Теперь границы Донской Области со стороны Украины оказались открытыми для красных войск. Резко изменилось положение и на других участках Донского фронта. Наступление на Царицын становилось последней надеждой казачьего командования на победу. Теперь вместо помощи немцев ожидалась поддержка от англичан и французов, появившихся в Новороссийске. В Ростов и Новочеркасск приглашались союзные делегации во главе с начальником английской военной миссии на Кавказе генералом Пулем и французским капитаном Фуке.
29 декабря союзная делегация прибыла на Царицынский фронт. Пуль заверял всех в том, что в скором времени казакам будет оказана военная помощь. Приезд союзников на фронт имел для мамантовцев важное психологическое значение. Они ждали скорую поддержку накануне решительного наступления на Царицын, понимали, что нужно собрать все силы. Как писал Поляков, «взятие в то время Царицына, помимо больших материальных выгод... без сомнения отрезвляюще подействовало бы не только на малодушных казаков Северного фронта, но и подняло бы дух всего Донского казачества. Сверх того, успешное окончание операции здесь освобождало большое количество войск, каковые могли быть использованы для восстановления Северного фронта и помощи на других направлениях. Эти соображения побуждали Донское командование, несмотря на тяжелую обстановку и важные события на севере, проявить большую выдержку и ни в коем случае выделением отсюда частей не ослабить войск Царицынского фронта...»
Третье наступление должно было проводиться концентрированными ударами по сходящимся в Царицыне железным дорогам - Владикавказской и Юго-Восточной. Численность группы Мамантова впервые за счет мобилизаций удалось довести до 15 700 штыков и 16 200 сабель (против нее было 27 ООО штыков и 7300 сабель). Были учтены неудачи первых двух попыток взятия города. Атаман Краснов писал: «Для усиления Царицынского фронта спешно укомплектовывались и вооружались 3-я Донская дивизия и 2-я стрелковая бригада Молодой Постоянной армии, выписаны были пушки из Севастополя, для которых в Ростове, в мастерских Владикавказской железной дороги, делали особые бронированные платформы».
На Дону шли поголовные мобилизации, благодаря которым удалось довести все полки и батальоны мамантовской группы до штатного состава (полк - 3 500 человек, батальон - 1000 штыков, конные сотни - по 140 шашек). Группа Мамантова получила аэропланы, в наступлении использовались захваченные у красных бронепоезда. Были созданы отдельные офицерские батальоны (новшество, заимствованное у Добровольческой Армии) по 60-80 человек. Высок был и дух наступавших казаков. Генерал Поляков отмечал, что «к чести казаков восточного фронта, большевицкая пропаганда успеха здесь не имела. Зараза, привитая большевиками казакам на северо-западе Области, их не коснулась. Непрерывные успехи донцов на этом фронте, неудержимый наступательный их порыв, огромное количество пленных и трофеев и, наконец, полная растерянность противника, - давали основание Донскому командованию рассчитывать на скорое овладение Царицыном...» Сам Мамантов к этому времени получил от Атамана заслуженный чин генерал-лейтенанта.
19 декабря началось третье, последнее наступление на «Красный Верден». В течение двух недель кольцо окружения города замкнулось. 26 декабря у села Дубовый Овраг донская конница разбила противника, а в боях у Чапурников, Червленой, Сарепты, станций Воропоново и Гумрак красные были окончательно смяты и с громадными потерями отошли в Царицын. В Новогоднюю ночь 1919 года казаки генерала А. В. Голубинцева захватили Дубовку. В третий раз была захвачена Сарепта. Город обстреливала артиллерия, его регулярно бомбили аэропланы. Казаки по льду переправились на левый берег Волги. Начались бои уже в самом городе.
Но донские части выдыхались. Мамантов решил провести перегруппировку сил перед последним штурмом. Ждали помощи от Добровольческой Армии, завершившей к этому времени освобождение Северного Кавказа. Мамантов отдал приказ о скорой поддержке со стороны Добровольческого командования, призывая казаков продержаться для окончательной победы. Однако обещанные генералом А. И. Деникиным Кубанские пластунские бригады так и не успели подойти вовремя.
В это время луганского слесаря Ворошилова на посту командарма сменил бывший полковник А. И. Егоров. Но и он признавал, что красные войска находятся на грани катастрофы. В бой вводились последние резервы. Все решали часы, и глубокий рейд по тылам мамантовской группы Сводной кавалерийской дивизии С. М. Буденного спас красный фронт. Начались жестокие морозы. Мамантовцы, воюя в тяжелых условиях (по три дня в окопах, по три дня в резерве на хуторах), стали уставать.