スターリンは民間人の存在が防衛側のさらなる抵抗を促すと信じて、市から民間人を避難させることを禁じた。女性や子供を含む民間人は防御要塞の改善に従事し、戦車工場に改造されたトラクター工場で最後まで働き続けました。
8月23日の大規模なドイツ空爆は、まさに火災嵐を引き起こし、数千人の民間人が死亡し、スターリングラードは燃える瓦礫と廃墟の広大な風景に変わった。都市の居住可能な空間の 80% が破壊されました。
市の防衛への最初の取り組みは、地上攻撃目標の訓練を受けていない若い女性志願兵で主に構成された部隊である第 1077 高射連隊に委ねられました。それにもかかわらず、他のソ連軍部隊からの支援もなく、対空砲手は持ち場に留まり、進撃してくる装甲車を撃退した。第 16 装甲師団は、37 個の対空砲台がすべて破壊されるまで彼らと戦わなければなりませんでした。
8月末頃、ドイツ軍はスターリングラード北のヴォルガ川に到達した。市の南側の川に向かってさらに前進が続いた。したがって、川上を旋回するためにさまざまな手段が講じられたにもかかわらず、ソビエト戦闘機はヴォルガ川の支援を受けて市内で包囲されました。
初期段階では、ソ連の防衛は主に、戦争生産に間接的に関与する労働者で構成される「労働者民兵」に基づいていた。戦車はボランティアの工場労働者のチームによって生産され、装備され続けました。マシンは塗装も施されずに工場から直接最前線に送られました。
街はすぐにドイツ軍の砲撃を受けてほぼ完全な破壊状態に達した。民間人は町から放棄した。瓦礫の中でソ連第62軍は民家や工場を拠点とした防衛線を形成した。市内での戦闘は熾烈を極め、絶望的なものとなった。スターリン命令第 227 号、「一歩も退かない!」として知られる。 1942 年 7 月 28 日付けの法令は、命令なしにその陣地から逃走または後退した者は即時に射殺される可能性があると布告した。しかし、ソ連がこの戦いの危険性を理解し、英雄的に戦うために、このプロパガンダは実際には必要ではなかった。こうしてスターリングラードへ進軍するドイツ軍は大きな苦しみを味わった。ソ連軍の増援部隊は砲兵とスツーカスによる絶え間ない砲撃を受けながら東岸からヴォルガ川を渡って出発した。この都市に新しく到着したソ連兵の平均余命は 24 時間未満にまで減少しました。
ドイツの軍事ドクトリンは、歩兵、工兵、砲兵と航空支援との密接な連携を伴う諸兵器連合チームの原則に基づいていました。これに対抗するために、ソ連の指揮官は単純な手法を採用した。それは、常に前線を近くに保つというものだった。これによりドイツ歩兵は支援射撃の危険にさらされ、その使用を制限せざるを得なくなりました。