Пока советские командиры обсуждали, как и какими силами выполнить очередной категоричный приказ Ставки – «восстановить положение», в 03.00 21 августа подразделения 51-го армейского корпуса начали форсирование Дона в районе Песковатки и Вертячего. В основном немцы встретили слабое сопротивление, и только 76-я пехотная дивизия во время переправы понесла серьезные потери (огнем с восточного берега было потоплено несколько штурмовых лодок). В 11.35 генерал-оберст Паулюс прибыл на передовой командный пункт 51-го корпуса на берегу Дона. Поскольку западный берег в этом месте значительно выше пологого восточного, он отчетливо видел многочисленные взрывы, пожары и пуски сигнальных ракет на плацдарме, а также начавшиеся работы по наведению моста западнее Песковатки. Вдали же виднелась цепь небольших возвышенностей, удаляющаяся за горизонт – к Волге. Позднее Паулюс выехал на КП 14-го танкового корпуса и, посовещавшись с его командиром генералом фон Витерсхаймом, принял решение начать рывок к Волге утром 23 августа.
Уже к вечеру при массированной поддержке штурмовиков немцы расширили плацдарм до 6–8 км в глубину, отразив несколько слабых контратак и окружив в районе Вертячего два батальона 98-й стрелковой дивизии. В 16.00 был наведен первый понтонный мост через реку. Командарм-62 генерал Антон Лопатин честно доложил в штаб Сталинградского фронта, что отразить дальнейшие атаки армия, фактически сформированная заново после разгрома на западном берегу Дона, не сможет. Более того, он снова выступил пророком, предупредив, что уже следующим утром немецкие танки могут двинуться на Котлубань или Карповку.
Советская авиация в основном наносила удары по немецким плацдармам на восточном берегу Дона. Летчики отчитались о 20 уничтоженных танках, 14 автомобилях и 4 сбитых самолетах. Ночью все имеющиеся бомбардировщики были брошены на атаку мостов через Дон у Песковатки и Вертячего. В 02.00 части 14-го танкового корпуса начали переправляться через реку. В небе периодически слышался гул самолетов, некоторые из них были отчетливо видны. С обоих берегов немецкая зенитная артиллерия вела интенсивный огонь. На самом плацдарме тоже гремели взрывы.
Тем не менее в течение ночи 16-я танковая и 3-я моторизованная дивизии закончили переправу и к утру заняли исходные позиции соответственно западнее и севернее Вертячего. Несколько раз этот район бомбила советская авиация, но без серьезных последствий. В 04.00 (06.00 по московскому времени) люфтваффе, как и было предусмотрено планом, осуществили массированный налет на позиции 62-й армии в районе Вертячего и Песковатки. От него больше всего пострадали 87-я, 98-я стрелковые дивизии и части 28-го танкового корпуса. Только артиллерия армии потеряла вследствие воздушных атак 79 бойцов, 12 орудий и 14 тракторов. В дальнейшем в течение дня немецкая авиация обеспечивала наступление 16-й танковой дивизии к Волге, а также господство в воздухе над этим районом.
В 04.45 немецкие танки ринулись в наступление. Быстро смяв деморализованные бомбардировками советские части, в 06.00 они ринулись по степи на Сталинград. Уже в 08.00 (10.00) огромная колонна, поднимавшая целую пелену пыли, проследовала севернее Большой Россошки. В 09.20 (11.20) на передовой наблюдательный пункт 14-го танкового корпуса прибыли генерал-оберсты Паулюс и Рихтхофен. Последний, как водится, приземлился на «Шторьхе» прямо неподалеку от замаскированного объекта. С НП, расположенного на высоте 204,2, на западном берегу Дона было отчетливо видно удаляющиеся на восток клубы пыли. Довольный Рихтхофен смотрел на небо и видел, как в том же направлении несутся стаи «Штук» и двухмоторных бомбардировщиков, а где-то вдали поднимаются столбы взрывов.