Одновременно 62-я армия получила задачу правым флангом нанести удар в северном направлении на Вертячий и соединиться там с левым флангом 4-й танковой армии, наносящим удар в южном направлении.

Таким образом, бросив в бой 650 танков, планировалось искромсать втянувшуюся в узкий коридор ударную группировку противника и восстановить фронт по левому берегу Дона.

Танковый корпус Виттерсгейма имел в своем составе 16-ю танковую, 3-ю и 60-ю мотодивизии. Следовавшие за ним пехотные части 8-го корпуса растянулись в образовавшемся 60-километровом коридоре от Вертячего до Волги. Фланги прорыва удерживали заслоны 384-й и 295-й пехотных дивизий.

Группа генерала Коваленко, не дожидаясь подхода танковых корпусов, перешла в наступление в 18 часов 23 августа, через пять часов после получения приказа. Две ее дивизии, встретив упорное огневое противодействие, продвинуться не смогли. Третья дивизия совместно с 169-й танковой бригадой, которой командовал полковник А.П. Коденец, разгромила противостоявшего им противника и соединились с войсками 62-й армии, отрезав германский танковый корпус от основных сил. Однако развить успех не удалось, немцы вскоре восстановили сообщение по коридору. Группа генерала Штевнева перешла в наступление 24 августа. Она продвинулась на 6 км и завязла в немецкой обороне севернее Орловки.

26 августа Коваленко ввел в сражение 4-й и 16-й танковые корпуса, свежие 24, 84, 315-ю стрелковые дивизии, однако их наступление велось на широком фронте, без ярко выраженного направления главного удара и оказалось безуспешным.

В последующие дни 2-й, 4-й, 16-й, 23-й и 28-й танковые корпуса совместно со стрелковыми дивизиями почти непрерывно штурмовали вражеские позиции, но полностью изолировать и разгромить прорвавшуюся группировку не смогли, хотя ширина коридора в районе Котлубань сократилась до 4 км. Немцы, заняв круговую оборону, стояли насмерть, организовав эффективную систему огня и на полную мощь задействовав свою авиацию. Немецкие самолеты методически бомбили и обстреливали советские войска еще на марше, не давая возможности в течение светлого времени организованно подготовиться и вступить в бой.

До начала сентября три дивизии 14-го танкового корпуса находились в критической обстановке на берегу Волги, отбивая советские атаки, получая снабжение по воздуху и от небольших групп, пробивавшихся к нему ночью. Генерал Виттерсгейм хотел даже оставить свои позиции, но Паулюс запретил отход. Дискуссия закончилась смещением с должности засомневавшегося в успехе Виттерсгейма; корпус возглавил однорукий «папа Хубе».

Встречные контрудары левофланговых сил армии Крюченкина и правофланговых частей армии Лопатина с целью выхода на левый берег Дона на участке Песковатка, Вертячий также не имели успеха. Лишь войскам 63-й и 21-й армий, осуществлявших вспомогательный удар на правом крыле Сталинградского фронта, в результате упорных боев удалось захватить юго-западнее Серафимовича плацдарм в 50 км по фронту и до 25 км в глубину.

Об организации боевых действий 4-й танковой армии рассказывает докладная записка Особого отдела:

В ходе операций, проводимых 4-й танковой армией по уничтожению прорвавшегося на восточный берег р. Дон противника, имеют место серьезные недочеты в руководстве операциями со стороны командования частей и соединений армии.

Штаб армии частями и соединениями руководит неоперативно; отмечены неоднократные случаи, когда издаваемые штабом армии приказы в течение одного дня несколько раз отменяются и заменяются новыми…

Плохо организовано взаимодействие между частями и родами войск… Имеются факты бомбардировки частей своей авиацией…

Штаб армии и действующие части не занимаются постоянной разведкой сил противника, в результате чего не знают, какие части им противостоят, количество частей, не знают, какую задачу ставит противник, вообще не имеют о противнике никаких сведений.

Характерно заявление по этому поводу командующего 4 танковой армией генерал-майора Крюченкина: «Черт его знает, что там делает противник, ничего абсолютно не известно: какое положение в «рукаве» прорыва, что делает 62 армия, где находятся наши части в соприкосновении с противником».

Части совершенно не уделяют внимания разведке. Например, 24 августа с.г., перед наступлением, командование 114 Гв. СП выслало разведку всего на 100 м от своего переднего края.

В 780 СП — взвод пешей разведки на протяжении с 30.8–42 г. по 5.9–42 г. ни одной боевой задачи по разведке не выполнил, в полку к разведке не готовятся, задача на разведку до разведчиков не доводится, не изучаются пути движения разведчиков, в результате разведка не знает маршрутов и возвращается обратно, не выполнив задачу.

Отмечены случаи потери связи штаба армии с соединениями. Так, 24 августа с.г. армии была подчинена 35 Гв.СД, с которой штаб армии в течение суток связи не имел и ничего не знал о ее боевых действиях.

За время боевых действий отмечен целый ряд фактов проявления трусости со стороны командно-начальствующего, а также рядового состава.

Например:

1) 23 августа с.г. противник под прикрытием авиации прорвал линию обороны 4 и 166 СП, которые в беспорядке стали отходить.

Командир 4 полка майор Яров и военком батальонный комиссар Сергеев, вместо организации планомерного отхода, бросив полк, бежали с поля боя.

Командир 116 СП майор Козин, военком батальонный комиссар Беликов и нач. штаба полка капитан Тищенко бежали с поля боя, причем на КП полка оставили сов. секретные документы и кассу полка.

2) 15-го августа с.г. огневые позиции артполка 22-й истребительной бригады подверглись бомбардировке авиацией противника.

Командир полка майор Чирков и военком Петров, проявив трусость, бежали с поля боя. Полком никто не руководил…

Красноармеец 1 дивизиона ЛП 78 СД Щербинин в разговоре с бойцами заявил:

«…Немецкая армия сильнее Красной Армии. Немцы скоро нас окружат и уничтожат. Наши командиры о бойцах не заботятся, плохо кормят. Наших командиров нужно перестрелять, а самим пойти в плен к немцам».

Основная причина неуспеха советских войск была все та же — слабая организация и неудовлетворительная подготовка. Войска, не закончив сосредоточения, бросались в бой без разведки местности и противника, при слабом артиллерийском и авиационном обеспечении, причем авиаторы бомбили без разбора и чужих и своих, а танкисты зачастую обстреливали собственную пехоту. Времени для подготовки контрударов, для отработки взаимодействия, организации управления «не хватало».

Наспех формируемые из различных соединений группы не имели в своем составе специальных органов управления и служб связи, что означает отсутствие в ходе боя как первого, так и второго. По свидетельству Чуйкова: «Связь и на второй год войны была у нас слабым местом. Гитлеровцы во всех звеньях использовали рации. У нас превалировала проводная связь. Она постоянно выходила из строя. Приходилось рассылать офицеров, что крайне затрудняло руководство войсками, разбросанными на степных просторах». Поэтому сведения об изменении обстановки и принимаемые решения запаздывали.