В ночь на 27 сентября остатки 42-й и 92-й стрелковых бригад были вынуждены оставить южную часть города и переправиться на левый берег Волги. В целях оказания помощи 62-й армии командующий фронтом передал в ее состав 284-ю и 193-ю стрелковые дивизии. Первая 22 сентября двумя полками переправилась через Волгу и с ходу вступила в бой правее 13-й дивизии. Борьба за центральную часть города продолжалась до 26 сентября. В результате четырнадцатидневных боев, ценою огромных потерь, немецким войскам удалось овладеть южной частью и центром города. Однако им не удалось сломить сопротивление 62-й армии и переломить ход событий в свою пользу.
Всю возможную помощь защитникам Сталинграда, как и в период боев на подступах к городу, оказывала 8-я воздушная армия. За две недели напряженной борьбы летчики совершили более 4 тыс. самолетовылетов, уничтожив в воздушных боях и на аэродромах свыше 50 самолетов противника. Однако в действиях истребителей имели место и серьезные недостатки. Так, например, патрулирование дежурных самолетов осуществлялось не на подступах к прикрываемым войскам, а непосредственно над ними или вдали от переднего края обороны. Вражеские бомбардировщики атаковывались с дальних дистанций (800 – 1000 м), а преследование их истребителями до полного израсходования боеприпасов велось не всегда. Вследствие этого результативность действий истребительной авиации снижалась.