Помимо 13-го механизированного корпуса в составе танковых войск 57-й армии были 90-я и 235-я танковые бригады. В составе первой было 3 KB, 14 Т-34 и 9 Т-70, в составе второй — 26 KB и 2 Т-34. Эти танки планировалось использовать исключительно для непосредственной поддержки пехоты. Также в танки НПП попала часть сил 4-го механизированного корпуса.
История с использованием танков свежесформированных мехкорпусов в качестве подпорки стрелковых частей заслуживает отдельного описания. За несколько дней до наступления, 17 ноября 1942 г., Еременко запрашивает у Жукова: «Прошу разрешения использовать два полка тов. Вольского, а с подходом <танков> ему будут возмещены». Ему ответил А.М. Василевский: «Ставка Верховного Главнокомандования приказывает принять все меры к скорейшей подаче отд. танковых полков 51 армии и лишь в крайнем случае разрешает использовать с пехотой два танковых полка Вольского, но не за счет полков мехбригад».
Судя по всему, аналогичная переписка имела место не только по 4-му мехкорпусу, но и по 13-му мехкорпусу. Из состава того и другого соединения были изъяты танки. Но в отличие от 4-го механизированного корпуса, в 13-м механизированном корпусе не было отдельных танковых полков. Поэтому, несмотря на запрет использования танковых полков мехбригад корпусов для прорыва обороны, они были задействованы в качестве средства непосредственной поддержки пехоты 57-й армии.
Наступление Сталинградского фронта шло волной от правого крыла к левому. Первой перешла в наступление 51-я армия. Артподготовка в полосе армии началась в 7.30, в 8.30 части армии перешли в атаку и к 10.00 на всех участках атаки ворвались на позиции переднего края противника. Удар пришелся по стыку 1 и 18-й румынских пехотных дивизий, занимавших оборону на широком фронте.
Изъятые из состава 4-го механизированного корпуса танки были использованы для непосредственной поддержки пехоты. Наступление 126-й стрелковой дивизии поддерживал 158-й танковый полк, а 302-ю стрелковую дивизию — 55-й отдельный танковый полк. К 11.30 задача была выполнена: оборона противника была прорвана на всю глубину. Результаты работы танковых полков нельзя не признать впечатляющими. 158-й танковый полк за 20 ноября уничтожил 8 орудий и 23 ДЗОТас гарнизонами, 55-й танковый полк — 12 орудий, 42 ДЗОТа с гарнизонами. Также было захвачено 18 противотанковых пушек. Потерями 158-го танкового полка стали 8 Т-34 (5 сгорели и 3 подорвались на минах) и 4 Т-70, плюс 6 Т-34 застрявших в болоте, 55-го танкового полка — 2 Т-34 и 3 Т-70 от огня противника и 3 застрявших в болоте.
В 11.20 20 ноября 4-й механизированный корпус получил приказ на ввод в прорыв. В 13.30 масса танков и автомашин пришла в движение. Корпус входил в чистый прорыв, ему не требовалось допрорывать оборону противника. Колонны двигались, не встречая сопротивления. К 19.30 части корпуса Вольского вышли в район узла дорог Плодовитое. Местных жителей в Плодовитом не было, проводника взять было неоткуда, голая степь практически не давала ориентиров. Далее мехбригады продвигались, можно сказать, на ощупь. К рассвету 21 ноября части корпуса Вольского вышли к железной дороге Сталинград — Сальск на участке от станции Абганерово до станции Тингута.
Основные силы корпуса отстали, и поэтому станция Абганерово была захвачена частями штаба корпуса, 44-м бронебатальоном (БА-64) и 61-м мотоциклетным батальоном. На станции был захвачен эшелон с войсками и артиллерией, склады, автомашины и другое имущество. Среди захваченных трофеев также были 150 орудий советского производства, скорее всего захваченные немцами в оборонительной фазе битвы. Сдав Абганерово частям 4-го кавкорпуса, механизированные бригады корпуса Вольского продолжили наступление. В середине дня были захвачены станции Тингуга, Абганерово, разъезд «74 км» и Зеты. За 20 и 21 ноября 4-й мехкорпус захватил 10 танков, 44 орудия, 600 автомашин, около 7000 пленных. Собственные потери составили 16 убитых и 45 раненых.