Главный удар немецкие войска нанесли в направлении тракторного завода, который оборонялся войсками трех стрелковых дивизий (112-я, 37-я гвардейская и 308-я). В 11 часов пехота противника с 50 танками прорвали оборону советских войск на стыке 112-й и 37-й гвардейских стрелковых дивизий. На следующий день бои велись уже на территории тракторного завода. Несмотря на ожесточенное сопротивление советских войск, к исходу 11 октября немецким войскам удалось овладеть тракторным заводом и в полосе примерно 2,5 километров выйти на этом направлении к Волге.

Таким образом, обстановка в районе заводов «Тракторный», «Баррикады» и «Красный Октябрь» для советских войск создалась крайне неблагоприятная. Советское командование было вынуждено направить в район завода «Баррикады» дополнительно 138-ю стрелковую дивизию полковника И.И. Людникова, части которой прибыли туда в течение 16 и 17 сентября и сразу же подключились к обороне.

Дивизия вела упорные оборонительные бои на занимаемых рубежах до 20 октября. Германское командование также продолжало атаки, усилив группировку своих войск. Наконец-то ударами в южном и восточном направлениях немецким войскам удалось вклиниться в оборону дивизии и продвинуться на 200–300 километров. Но этот успех им достался дорогой ценой: на поле боя осталось свыше 800 трупов солдат и офицеров и 12 сожженных танков.

11 и 12 ноября немецкие войска развернули наступление во всей полосе обороны 62-й армии. Особенно ожесточенные бои развернулись в районе завода «Баррикады». К концу 11 ноября им удалось преодолеть оборону советских частей и на участке шириной в 500 метров прорваться к Волге. В последующие дни атаки продолжались на разных направлениях, но ни одна из них не достигла поставленных целей. Плацдарм 138-й стрелковой дивизии полковника И.И. Родимцева, размеры которого сократились до 700 метров по фронту и 400 метров в глубину, ликвидировать так и не удалось.

Во время боев в Сталинграде обеими сторонами была развернута настоящая снайперская война. Сегодня трудно сказать, кто ее начал и кто был победителем. Перед фронтом наступления немецких войск действовали сотни советских снайперов. Охота за головами стала своеобразным хобби. За каждых 40 убитых немцев советский снайпер получал медаль «За отвагу». Самым известным сталинградским снайпером стал Зайцев, который к 7 ноября убил 149 немцев.

Наступление немецких войск на Сталинград провалилось. Причин этому было несколько.

Во-первых, огромные потери в рядах войск, ведущих наступление. К середине ноября 1942 года штаб 6-й армии с горечью констатировал, что батальоны понесли потери более чем на 40 %, а большинство рот насчитывает не более 50 человек. Огромными были потери немецких войск в танках и другой боевой технике. Потери советских войск также были значительными, но с поразительным упорством они восполнялись за счет резервов, которые сосредоточивались на восточном берегу Волги.

Во-вторых, сказалось несовершенство немецкой тактики уличных боев. Немецкое командование пришло к тому, что нужно действовать штурмовыми группами, в состав которых включали пехоту, огнеметчиков и саперов. Танки, как правило, действовали самостоятельно, полевая артиллерия в город не вводилась, ведя огонь с закрытых огневых позиций, расположенных на его окраинах. Все это нередко приводило к нарушению взаимодействия сил и средств, низкой эффективности артиллерийского огня и снижению темпов наступления.

В-третьих, в лучшем виде было представлено оборонительное упорство советских войск, готовность солдат и офицеров вести бой в любых условиях, несмотря на огромные потери. Приказ оборонять город Сталина до последнего, действовал в самой прямой и жесткой форме. Ветераны говорили, что люди, направляемые в Сталинград с левого берега Волги, мысленно прощались с жизнью, мысленно ставя задачу продать ее как можно дороже. Поэтому, оказавшись в городе, бойцы и командиры думали не о том, как выжить, а только о бое, о нанесении потерь противнику. В штыковые атаки поднимались даже люди, до того практически не бывавшие в бою. Немецкие солдаты называли защитников Сталинграда сумасшедшими фанатиками и, как правило, отступали прежде, чем доходило до рукопашной схватки.