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迅速完成重新部署后，第64集团军首长立即准备对敌人实施反突击。反突击是在坦克旅的支援下，由斯科沃尔佐夫上校的步兵第204师，学员团和步兵第38师实施。关于此战，在呈送第64集团军政治部主任的政治报告中，坦克第133旅政治部主任、政营级政工干部纳科涅奇内这样写道：“我报告，1942年8月8日23时，坦克第133旅受领了以下战斗任务：与步兵策38师各部队协同作战，消灭突破防御的敌坦克部队和摩托化部队，保障军校学员撒至集团军筑垒地域。
1942年8月9日5时整，旅属各部队与集团军其他部队协同，在敌我力量悬殊的条件下，同敌坦克部队，摩步化部队展开了殊死的搏斗。
投入战斗时，旅的兵力兵器如下
A、人数：指挥员231人。基层指挥员509人。红军战士522人
B、ＫＢ型坦克，43辆，其中8辆不能使用，需要小修。
……经过战斗，敌人损失惨重，被驱至第七十四公里会让站西南地区。
在防御战和反突击中，炮兵发挥了很大的作用。集中使用炮兵，有效地解决了火炮数量不足的困难，地面部队的行动得到了航空兵第8集团军和远程航空兵的支援。在京古塔车站地域，50架伊尔型飞机出色地配合了结64集团军诸部队的作战行动。5日至10日，在阿勃加涅罗沃地区的战斗中，敌人遭到重创，被赶出了第七十四公里会让站，斯大林格勒外围廓的防线恢复了原态势。在东南方面军左翼，苏军成功地守住了克拉斯内顿——阿勃加涅罗沃——京古塔地区，以及自察察湖往南至萨尔帕湖一线。在这些战斗中，第64集团军的步兵第126、29、204、38师，坦克第133旅和坦克第13军表现非常突出。有很多集团军的指挥员阵亡或负伤，一大部分士兵失去战斗力。在斯大林格勒接近地的御敌战斗中，很多苏联军人为保卫祖国献出了鲜血和生命。
有关这场残酷战斗，敌人的供述无疑是有价值的。
担任坦克第4集团军前卫的坦克第14师，7月30日前，隶属马肯森坦克策3军，在诺沃切尔卡斯克地区作战。尔后，该师编入了霍特指挥的坦克第4集团军所属坦克第48军，从诺沃切尔卡斯克行军低达烈蒙特纳亚。坦克第14师历史撰著者罗尔夫·格拉姆斯写道：“8月3日，同往常一样，坦克第14师以第64摩托车营为前卫，从烈蒙特纳亚地域出发作最后的一次长途行军。此事完成后，即可直接兵临斯大林格勒城下。一望无际的草原上热浪翻滚，尘柱阵起，绵延不断。人和车辆都难以忍受。只作暂短的午间小憩，就又开始了炎热的草原行军。在夜幕快降临时，师的前卫才通过第二茄托夫，抵达指定目的地——阿克赛河大桥。经一番周折才找到了继续行进的路线，有些路线图上没有标明，只能靠指北针前进。”
8月5日，第14师又以坦克第36团为前卫，沿通向斯大林格勒的铁路线继续前进，妄图从东西绕过阿勃加涅罗沃地域苏军的筑垒工事。8月5日傍晚，在第七十四公里会让站附近展开了坦克激战。坦克第14师的主力被迫转入防御，以抗击苏军的突击。坦克第14师想以出其不意的突击，进逼斯大林格勒的企图变成了泡影。
格拉姆斯承认：“那几天，是坦克团和炮兵团最不好过的日子。燃科和弹药的短缺使形势变得更加紧张。扩大了作战半径的敌坦克部队，在一马平川的草原上占有明显优势。”这里的坦克会战持续到8月17日，双方的损失都很大。第七十四公里会让站地区的战斗开始时，坦克第36团拥有200辆坦克，到8月10日，仅剩下24辆。“主要技术装备都进了阿克赛的修理厂。师属其它部队的处境也不比这里好。”
这样一来，德军坦克第4集团军向斯大林格勒的进攻被迫停了下来，暂时转入防御。
斯大林格勒城下的军事情况仍然很紧张。
8月7日晨，在保卢斯的指挥下，法西斯德军第6集团军所属部队和开来的步兵第17、11军，重新发起了进攻。敌人向在斯大林格勒以西进行防御的第62集团军南、北两翼同时实施突击，妄图包围和消灭该部，完全控制顿河右岸，继而强渡顿河，向斯大林格勒进攻。自8月9日起，在敌优势兵力的猛烈攻击之下，第62集团军备兵团和部队边战边向顿河左岸撤退，准备在那里进行防御。当时，该集团军正面有敌步兵师和摩托化步兵师各4个，另有1个坦克师。
德军进抵防御外围廓后，其进攻战役的第一阶段——肃清卡拉奇地域内顿河右岸登陆场的苏军之战即告结束。与此同时，苏军统帅部得知，敌人正往两个方向上集结突击集团：卡拉奇，斯大林格勒方向（10至11个师）和普洛多维托耶，斯大林格勒方向（５至7个师）。敌人的阴谋是显而易见的：自南、北两个方向实施向心突击并占领斯大林格勒。
敌人占有明显的兵力优势，战斗愈趋激烈。如上所述，最高统帅部责令斯大林格勒方面军和东南方面军首长，要竭尽全力，不怕任何牺牲，消灭敌人，保卫斯大林格勒。
国防委员会和统帅部大本营继维密切注视斯大林格勒方向的事态发展，并不断给城市保卫者们提供帮助。8月12日，国防委员会委员、党中央书记Г·M·马林科夫和最高统帅部代表、总参谋长A·M·华西列夫斯基将军（第二次派往斯大林格勒），空军司令A，A·诺维科夫将军被派往斯大林格勒。8月19日苏联人民委员会副主席，坦克工业部人民委员B·A·马雷舍夫也赶到了斯大林格勒。为保障斯大林格勒的工业企业生产不受影响，铁路枢纽及伏尔加河的交通运输畅通无阻，在斯大林格勒有若干个人民委员会的领导人，负责组织对作战部队的支援。
为加强斯大林格勒接近地的防御。统帅部和两个方面军的首长采取了一系列的补充措施。鉴于希特勒匪徒突进到伏尔加河的威肋日益增长，坦克第4集团军加强了在顿河大弯曲部登陆场占领的防御部队。统帅部还从预备队抽出一部分坦克部队和炮兵部队去加强坦克第4集团军。在坦克第4集团军和第64集团军防御地带设置了雷场并加强了防坦克工事。将原属东南方面军的近卫第1集团军（近卫步兵第38140、39师，步兵第４１师）调到斯大林格勒方面军，以加强其左翼。该集团军各部搭乘的首批军列陆续从莫斯科附近开往伊洛夫利亚和费罗洛沃车站。
斯大林格勒南面接近地的防枷也得到了加强。统帅部从预备队抽出3个步兵师（近卫步兵第35、36师和步兵第422师）连同第77筑垒地域的3个炮兵机枪营编入东南方面军第64、57集团军。
会战开始时，国土防空军司令指挥的国土防空军斯大林柏勒军级防空区内（司令E·A·赖宁上校）有火炮532门，高射机枪471挺，歼击机85架。8月16日起他们在作战上隶属于东南方面军司令指挥。
援步兵的防空军航空兵第8、16集团军和歼击航空兵第U2师，有飞机783架，其中昼航轰炸机l13架，夜航轰炸机71荣，强击机241期，歼击机313架。除此之外，在斯大林格勒方向，还有远程航空兵的150—200架轰炸机。
防守阿斯特拉罕方向，斯大林格勒——阿斯特拉罕地段的伏尔加河接近地、以及阿斯特拉罕地区的任务由东南方面军和斯大林格勒方面军司令员承担。
因此，斯大林格勒军区及其所属各部全部归A·N·叶廖缅科上将指挥。
根据统帅部8月9日的训令，A·N·叶廖缅科命令斯大林格勒方面军各部队，在巴勃卡——克列茨卡亚——博利台纳巴托夫斯基地区防守顿河左岸，切断敌人自西通往斯大林格勒的道路。同时，坦克第4集团军在克列茨卡亚——博利舍纳巴托夫斯基一带扼守顿河右岸登陆场，并负责佩斯科瓦特卡，卡拉奇地段第62集团军右翼的安全，此举具有特殊意义。两个方面军都要在敌人的主突方向上部署第二梯队和集团军预备队。还决定将从统帅部预备队抽调出来的各兵团放到中、内围廓进行防御。
各集团军的战斗任务如下：
第63集团军：在巴勃卡、霍 尔河口当面固守顿河左岸。防御地带为200公里（每个师40公里），由2个步兵师担任预备队。
第2l集团军：防守霍票尔河口至麦洛——克列茨基一带。防御地带为140公里。预备队由2个步兵师担任。
坦克第4集团军：在麦洛——克列茨基，戈卢巴亚当面扼守顿河右岸登陆场。掩护斯大林格勒西北接近地和波沃里诺——斯大林格勒铁路线。防御地带为50公里（每个师10公里）。预备队为坦克第22军。
近卫第1集团军（正向伊洛夫林斯卡亚车站地域挺进），于8月14日晨将近卫步兵第39师开到特烈霍斯特罗夫斯卡亚地域集中，日终前3个步兵师分别到下述地域集中：霍赫拉切夫，佩烈科普斯卡亚，佩烈科普卡，诺沃格里戈里耶夫斯卡亚。
第62集团军：占领并固守佩斯恰诺耶斯至顿斯卡亚察里河口地带，守卫从西面通往斯大林格勒的各条近路。解除被合围在顿河右岸的集团军备兵团（近卫步兵第３３师，步兵第196、399、147、181和229师）。防御正面为90公里。坦克第28军为集团军预备队，用于兵器和人员补充。方面军预备队的步兵第98、87师，当时集中在第62集团军的战术防御纵深。
东南方面军所属各部队在梅什科瓦河——阿勃加涅罗沃——“伏尔加河”国苗农场——赖戈罗德地区设防固守，阻止敌人自南向斯大林格勒推进。为缩短战线和加强南面防御，将方面军右翼部队从阿克赛河调来，用以加强外围廊。把第51集团军从无防御作战任务的方面军左翼调至察察湖、萨尔帕湖地段。
东南方面军各部受领任务如下：
第64集团军于8月12日前将B�