Ставка развернула в тылу Юго-Западного и Южного фронтов три общевойсковые армии: 62-ю под командованием генерал-майора В. Я. Колпакчи, 63-ю под командованием генерал-лейтенанта В. И. Кузнецова и 64-ю под командованием генерал-лейтенанта В. Н. Гордова. 12 июля был образован новый, Сталинградский фронт.
В его состав, кроме указанных армий, вошли из расформированного Юго-Западного фронта 21-я армия — командующий генерал-майор А. И. Данилов — и 8-я воздушная армия — командующий генерал-майор авиации Т. Т. Хрюкин. Командующим фронтом был назначен Маршал Советского Союза С. К. Тимошенко, членом Военного совета — Н. С. Хрущёв, начальником штаба — генерал-лейтенант П. И. Бодин.
Сталинградский фронт получил задачу создать прочную оборону по левому берегу Дона, в полосе от Павловска до Клетской, и далее по линии Клетская — Суровикино — Суворовский — Верхне-Курмоярская. На участок от Верхне-Курмоярской до Азова (протяжённостью свыше 300 километров) по левому берегу Дона была выдвинута 51-я армия Северо-Кавказского фронта. Вместе с отходившими войсками Южного фронта она должна была прикрывать кавказское направление.
Вскоре в состав Сталинградского фронта Ставка дополнительно включила отошедшие с большими потерями 28-ю армию — командующий генерал-лейтенант В. Ф. Герасименко, 38-ю армию — командующий генерал-майор К. С. Москаленко, 57-ю армию под командованием генерал-майора Ф. И. Толбухина и Волжскую военную флотилию под командованием контр-адмирала Д. Д. Рогачева. На усиление 8-й воздушной армии, понёсшей большие потери, Ставка направила в район Сталинграда 10 авиационных полков (всего 200 самолётов).