20 апреля 1942 года закончилась битва за Москву. Немецкая армия, наступление которой казалось неудержимым, была не только остановлена, но и отброшена от столицы СССР на 150–300 километров. Гитлеровцы понесли тяжёлые потери, и, хотя вермахт был ещё очень силён, возможности наступать одновременно на всех участках советско-германского фронта у Германии уже не было.
Пока длилась весенняя распутица, немцы разработали план летнего наступления 1942 года, получивший кодовое название Fall Blau — «Синий вариант». Изначальной целью германского удара были нефтяные промыслы Грозного и Баку с возможностью дальнейшего развития наступления на Персию. Перед развёртыванием этого наступления немцы собирались срезать Барвенковский выступ — крупный плацдарм, захваченный Красной Армией на западном берегу реки Северский Донец.
Советское командование, в свою очередь, также собиралось вести летнее наступление в зоне Брянского, Южного и Юго-Западного фронтов. К сожалению, несмотря на то, что Красная Армия первой нанесла удар и поначалу немецкие войска удалось оттеснить почти к Харькову, немцы сумели повернуть ситуацию в свою пользу и нанести крупное поражение советским войскам. На участке Южного и Юго-Западного фронтов оборона была ослаблена до предела, и 28 июня 4-я танковая армия Германа Гота прорвалась между Курском и Харьковом. Немцы вышли к Дону.
В этот момент Гитлер личным приказом внёс в «Синий вариант» изменение, которое впоследствии дорого обошлось нацистской Германии. Он разделил группу армий «Юг» на две части. Группа армий «А» должна была продолжать наступление на Кавказ. Группе армий «Б» предстояло выйти к Волге, перерезать стратегические коммуникации, связывавшие европейскую часть СССР с Кавказом и Средней Азией, и захватить Сталинград.
Группа армий «Б», наступавшая на Сталинград, включала в себя 6-ю армию генерала Паулюса. В состав армии входили 270 тысяч солдат и офицеров, около 2200 орудий и миномётов, около 500 танков. С воздуха 6-ю армию поддерживал 4-й воздушный флот генерала Вольфрама фон Рихтгофена, насчитывавший около 1200 самолётов. Немногим позже, ближе к концу июля, в состав группы армий «Б» была передана 4-я танковая армия Германа Гота.
Юго-Западный фронт, 12 июля 1942 года переименованный в Сталинградский, насчитывал около 160 тысяч личного состава, 2200 орудий и миномётов, около 400 танков. Из 38 дивизий, числившихся в составе фронта, только 18 были полностью укомплектованы, прочие же имели в составе от 300 до 4000 человек. 8-я воздушная армия также существенно уступала в численности флоту фон Рихтгофена. Этими силами Сталинградский фронт был вынужден оборонять участок шириной более 500 километров.
Наступление немецких войск началось 17 июля 1942 года. В этот день авангарды 6-й армии вермахта вступили в бой с частями 62-й армии на реке Чир и в районе хутора Пронин. К 22 июля немцы оттеснили советские войска почти на 70 километров, к главному рубежу обороны Сталинграда. Немецкое командование, рассчитывавшее взять город сходу, решило окружить красноармейские части у станиц Клетская и Суворовская, захватить переправы через Дон и без остановки развивать наступление на Сталинград. С этой целью были созданы две ударные группы, наступавшие с севера и юга.
Северная группировка, нанеся удар 23 июля, прорвала фронт обороны 62-й армии и окружила две её стрелковые дивизии и танковую бригаду. К 26 июля передовые части немцев вышли к Дону. Командование Сталинградского фронта организовало контрудар, в котором принимали участие подвижные соединения резерва фронта, а также ещё не закончившие формирование 1-я и 4-я танковые армии.
Ожесточённые бои на этом участке длились до 7–8 августа. Деблокировать окружённые части удалось, однако разгромить наступавших немцев не получилось. К сожалению, гитлеровцы успели ввести в бой свежие силы и оказать помощь своей группировке. После этого бои разгорелись ещё жарче.
28 июля 1942 года произошло ещё одно событие, которое нельзя оставить за кадром. В этот день был принят знаменитый Приказ Народного комиссара обороны СССР № 227, известный также как «Ни шагу назад!». Он существенно ужесточал наказания за несанкционированное отступление с поля боя, вводил штрафные подразделения для провинившихся бойцов и командиров, а также вводил заградительные отряды — специальные части, которые занимались задержанием дезертиров и возвращением их в строй. Этот документ, при всей его жёсткости, был принят в войсках достаточно позитивно и действительно уменьшил количество дисциплинарных нарушений в воинских частях.
В конце июля 64-я армия всё-таки была вынуждена отойти за Дон. Немецкие войска захватили ряд плацдармов на левом берегу реки. В районе станицы Цымлянская гитлеровцы сосредоточили весьма серьёзные силы: две пехотные, две моторизованные и одну танковую дивизию. Ставка приказывала Сталинградскому фронту выбить немцев на западный (правый) берег и восстановить линию обороны по Дону, однако ликвидировать прорыв не удалось. 30 июля немцы перешли в наступление от станицы Цымлянская и к 3 августа существенно продвинулись вперёд, захватив станцию Ремонтную, станцию и город Котельниково, населённый пункт Жутово. В эти же дни к Дону вышел 6-й румынский корпус противника. В зоне действий 62-й армии немцы перешли в наступление 7 августа в направлении на Калач. Советские войска были вынуждены отойти на левый берег Дона. 15 августа 4-й советской танковой армии пришлось поступить так же, потому что немцы смогли прорвать её фронт в центре и расколоть оборону пополам.
К 16 августа войска Сталинградского фронта отошли за Дон и заняли оборону на внешнем рубеже городских укреплений. 17 августа немцы возобновили натиск и к 20-му числу сумели захватить переправы, а также плацдарм в районе населённого пункта Вертячий. Попытки отбросить или уничтожить их успеха не имели. 23 августа немецкая группировка при поддержке авиации прорвала фронт обороны 62-й и 4-й танковой армий и передовыми частями вышла к Волге. В этот день немецкие самолёты совершили около 2000 вылетов. Многие кварталы города оказались в руинах, пылали нефтехранилища, погибло около 40 тысяч мирных жителей. Противник прорвался до линии Рынок — Орловка — Гумрак — Песчанка. Борьба перешла под стены Сталинграда.