В полосе Донского фронта артиллерийская подготовка продолжалась 80 минут. После этого в атаку пошли пехота и танки. Однако успех 65-й армии в первый день был незначительным. За день она продвинулась на направлении главного удара лишь на 3–5 км. 20 ноября нанес удар Сталинградский фронт. К середине дня его соединения прорвали оборону противника. 22 ноября началось наступление войск 24-й армии вдоль левого берега Дона, однако им не удалось прорвать подготовленную оборону противника.
Командующий 65-й армией генерал П. И. Батов, стремясь прорвать вражескую оборону, решил во второй половине дня 20 ноября создать импровизированную подвижную группу под командованием полковника Г. И. Анисимова. В ее состав включили четыре батальона; пехота на грузовиках должна была следовать за танками и десантом на танках. Подвижной группе предстояло нанести удар на Верхне-Голубую. Ее действия обеспечивались огнем артиллерии и одной бомбардировочной дивизией 16-й воздушной армии[138]. За первые же сутки подвижная группа прошла с боями 23 км. Не задерживаясь у укрепленных пунктов, танкисты и мотопехота перехватывали дороги, громили подходившие резервы противника.
23 ноября войска Юго-Западного и Сталинградского фронтов соединились в районе Калач-на-Дону, хутор Советский, успешно справившись с поставленной задачей. Войска же Донского фронта значительно отставали от них. Это вызвало недовольство Сталина, который в директиве № 170693, направленной около 8 часов вечера 23 ноября Рокоссовскому, отмечал:
Объяснение причин задержки войск Донского фронта содержится в книге «Великая победа на Волге», изданной под редакцией Рокоссовского. В ней сказано:
Войска 24-й армии долго не могли прорвать вражескую оборону, но своим наступлением вынудили противника оттянуть сюда непосредственно из-под Сталинграда несколько дивизий. Это способствовало успеху 66-й армии, которая значительно продвинулась на юг, наступая на Сталинград вдоль берега Волги. После того как части 65-й армии форсировали Дон, продвинулись и войска 24-й. Теперь обе армии, соединившись флангами, развернулись фронтом на восток, но преодолеть хорошо организованную оборону противника не смогли. То же самое произошло с 66-й армией. Она, продвинувшись вначале успешно вперед, была остановлена противником на рубеже бывшего среднего укрепленного обвода. Положение в 65-й армии выпрямилось после того, как генерал П. И. Батов создал танкомеханизированную группу. Ввод ее в сражение позволил ускорить продвижение вперед.