В то время как Гитлер подписывал директиву № 45, события на южном фланге советско-германского фронта развивались следующим образом. Продвигаясь в юго-восточном направлении, войска 6-й немецкой армии к исходу 22 июля вышли к переднему краю главной полосы обороны Сталинградского фронта в 120 км от города. Наступавшая на Кавказском направлении 4-я танковая армия захватила плацдармы на левом берегу Дона в районах Константиновского и Цимлянской.
Столкнувшись с возраставшим сопротивлением советских войск, командующий 6-й армией генерал Паулюс уже 17 июля запросил подкреплений. 19 июля в состав его армии был включен 14-й танковый корпус (две дивизии) из резерва главного командования сухопутных войск, который ранее предназначался для наступления на Кавказском направлении. 20 июля в армию был возвращен 51-й армейский корпус (в составе трех дивизий), переданный за шесть дней до этого в 4-ю танковую армию. 22 июля в распоряжение командования 6-й армии была передана из резерва одна охранная дивизия. В итоге к 22 июля в составе 6-й армии оказалось уже 18 хорошо укомплектованных и технически оснащенных дивизий.
Замысел операции 6-й армии был прост и сводился к тому, чтобы нанести охватывающие удары по флангам советских войск, оборонявшихся в большой излучине Дона, замкнуть в кольцо 62-ю и 64-ю армии, выйти в район Калача и уже оттуда, форсировав Дон, прорываться по кратчайшему направлению к Сталинграду. Северная ударная группировка создавалась в составе 14-го танкового и 8-го армейского корпусов в районе Перелазовского, а южная – в составе 51-го армейского и 24-го танкового корпусов в районе Обливской. С воздуха немецкие войска поддерживал 4-й воздушный флот фон Рихтгофена – самое мощное соединение Люфтваффе на Восточном фронте.