И тут глазам летчиков предстало пугающее зрелище. Они увидели огромные колонны советских войск: танки, пехота, бронемашины во многих местах двигались в южном и юго-восточном направлениях. Бортрадист немедленно доложил об увиденном в штаб эскадры. Было очевидно, что русские начали широкомасштабное наступление. Вскоре бомбардировщик вернулся обратно в Миллерово, где экипаж уже в устной форме доложил начальству о результатах разведки. Командир KG27 барон оберет фон Бёст отреагировал незамедлительно. Уже через полчаса самолеты II./KG27 поднялись в воздух, чтобы атаковать прорвавшиеся советские войска. Из-за плохой видимости «Хейнкели» вынуждены были сбрасывать бомбы с небольших высот, фактически исполняя роль штурмовиков. Тем не менее все машины благополучно вернулись на базу.
Штаб 6-й армии узнал о том, что против 3-й румынской армии началось крупное наступление в 09.45 (по берлинскому времени). В течение дня ситуация оставалась неясной и жизнь в Сталинграде, можно сказать, еще шла своим чередом. Немецкие штурмовые группы захватили еще несколько зданий восточнее завода «Баррикады» и готовились к новым атакам. В течение дня 95-я стрелковая дивизия потеряла в боях 260 человек убитыми и ранеными, притом что до этого в ней насчитывалось всего 700 активных штыков. И только в 22.00 из штаба группы армий «Б» пришла радиограмма с приказом немедленно прекратить все наступательные операции, срочно вывести из города 14-ю и 24-ю танковые дивизии и отправить их на запад. Одновременно с этим из штаба 4-й танковой армии сообщили, что в районе Сарпинских озер замечены активные перемещения советских танков, что, вероятно, говорит о подготовке к наступлению против 4-й румынской армии.
Утром 20 ноября передовые советские части ворвались в Перелазовский. А это было уже глубоко в немецком тылу, всего в 70 км к западу от штаба 6-й армии в Голубинской и в 60 км к северу от штаба VIII авиакорпуса в Обливской! Там, находясь в своем блиндаже, обложившись картами, генерал-лейтенант Мартин Фибиг нервно изучал последние донесения. Вскоре поступило сообщение, что армии Сталинградского фронта, нанося удар из района озер Сарпа и Цаца, атаковали позиции румын. В 08.30 (по московскому времени) перешла в наступление 51-я армия, а последней – спустя два часа – подключилась к операции 57-я армия. В первый день операции она потеряла 1340 человек и 34 танка, то есть кое-какое сопротивление румыны все же оказали, но все равно были полностью смяты и разбежались.
Против наступающих частей, невзирая на плохую погоду, немцы бросили все имеющиеся самолеты. Среди тех, кто полетел атаковать войска Донского фронта, был и Ханс Ульрих Рудель. Внизу он увидел отступающие в панике румынские части, побросавшие винтовки и орудия. Дальше к северу двигались широкие колонны советской пехоты.
Впрочем, опасаться истребителей Руделю и его коллегам было незачем. 16-я воздушная армия ни в первый, ни во второй дни наступления не действовала. Только днем 21-го числа самолеты наконец поднялись в небо и выполнили 103 вылета. Но и они закончились неудачно. При двух заявленных сбитыми Me-109 16-я ВА потеряла сразу 20 машин, из которых 14 совершили аварийные посадки на советской территории. Основной причиной потерь стали погодные условия. Поэтому на следующий день и 23 ноября тоже «сталинские соколы» в операции снова не участвовали. Войска Сталинградского фронта тоже наступали без какой бы то ни было поддержки с воздуха. За 20 ноября 8-я ВА осуществила всего 12 вылетов (вместо 520 запланированных!), но потеряла при этом 5 самолетов. На следующий же день самолеты не поднимались в воздух вовсе. Операция «Уран» воочию показала, что, несмотря на отдельные впечатляющие достижения, авиация (по крайней мере на Восточном фронте) так и не стала стратегическим родом войск, а исход сражения по-прежнему решали наземные войска.