В ответ на прорыв противника А. Василевский и А. Еременко принимают решение: генералу К. Коваленко (заместитель В. Гордова) немедленно, в ночь на 24 августа, группой из трех дивизий, танковой бригады и 28-го танкового корпуса ударить от Паньшино и Котлубани на Мал. Россошку и одновременно командарму Лопатину со стороны 62-й армии ударить 87-й дивизией в ту же точку, перерезать коридор, восстановить оборону по Дону. Группе генерала А. Штевнева (2-й и 23-й танковые корпуса) с рассветом ударить от Рынка и Орловки на Ерзовку, отсечь противника от Волги (схема 8).
Утром 24 августа получена телеграмма Сталина: «…драться с противником днем и ночью, навалиться объединенной авиацией фронтов, всей артиллерией и эрэсами. Сталинград удерживать во что бы то ни стало». А днем Сталин и Василевский приняли решение: срочно усилить Сталинградский фронт тремя армиями, а город — несколькими дивизиями и частями. Однако для выдвижения их на позиции требовалось время, оно становилось решающим фактором в срыве планов врага. До подхода резервов А. Еременко приказывает всеми наличными силами атаковать немцев по всей «прорывной» линии, «обрубить» коридор и восстановить оборону по внешнему обводу.
Все эти решения осуществлялись в период с 23 августа по 3 сентября. Попытки советских войск ликвидировать, а немецких — расширить коридор развернулись в необычайно кровопролитные бои с большими потерями для тех и других. Группа Коваленко еще в ночь на 24 августа перехватила коридор, но немцы разорвали тонкую перегородку. Не удались и последующие попытки (в частности 26-го августа), хотя группа усиливалась двумя дивизиями и танковыми частями. Немцы каждый раз восстанавливали положение. Фронт здесь стабилизировался на рубеже Паньшино — Томилин. Немцы, понимая важность этого коридора, торопливо укрепляли позиции на его «стенках», а под наши удары выдвигали заслоны, иногда даже не успевая их прикрыть артогнем и броней, и обрекая на гибель, но любой ценой сохраняя выход к Волге.
В соответствии с решением Ставки 21 — я и 63-я армии Сталинградского фронта нанесли сходящиеся удары от Еланской и от Серафимовичи, и захватили на правом берегу Дона плацдарм размером 50 на 25 км. В то же время 1-я гвардейская армия Москаленко атаками на Песковатку смяла части немцев и продвинулась на 10–15 км (схема 8). Однако коридор они перерезать не смогли. В те же дни группа Штевнева (28 августа) отбила попытку 14-го танкового корпуса генерала Витерсгейма прорваться из коридора на северную окраину города.
Ни одна из сторон не достигла поставленных целей. Советское командование в критической обстановке не имело достаточных сил и средств, особенно танков и авиации для ликвидации прорыва.
Наспех создаваемые ударные группировки формировались из ослабленных соединений, резервы подходили по частям и с ходу, без подготовки, бросались в бой. Но и немецкое командование не смогло выполнить главной задачи — немедленно развернуть 14-й танковый корпус Витерсгейма на захват Сталинграда с севера. Витерсгейм, атакуемый со всех сторон и не раз отрезанный, сам попал в такое отчаянное положение, что запросил разрешения на отход. Но, по свидетельству Ф. Гальдера, фон Вейхс запретил отступление, ссылаясь на категоричный приказ Гитлера. В конечном счете, оперативный результат — срыв захвата города и выигрыш времени для обороны — оказался в пользу советского командования.
Германский 4-й воздушный флот не прекращал бомбардировок Сталинграда. Условия жизни в нем для населения становились невозможными и уже ночью 23 августа А. С. Чуянов через Еременко по прямой связи по ВЧ со Ставкой запросил у Сталина разрешения на эвакуацию, Но Сталин, по-видимому, еще не имевший полных сведений о сложившейся обстановке ответил на запрос отказом. По словам Еременко, это звучало приблизительно так: «Следует понимать, что если начнется эвакуация и минирование заводов, то эти действия будут поняты, как решение сдать Сталинград, Поэтому ГКО запрещает подготовку к взрыву предприятий и их эвакуацию». Решение об эвакуации населения запоздало на два дня и было принято только 25 августа. Ее осуществили под огнем и бомбардировкой противника волжские речники и Волжская военная флотилия (контр-адмирал Д. Д. Рогачев), хотя в эти напряженные дни они были предельно заняты переброской войск и грузов.