11月27日，顿河集团军群接受了新的指挥权，第6集团军已划归这个新集团军群领导。但是，曼施泰因对保卢斯的指挥也只不过是个名义而已。因为陆军总部已在第6集团军司令部内设立了自己的联络机构，可与陆军总部进行直接的无线电联系。陆军总部将元首的希望转达给保卢斯，同时也使希特勒不断地了解包围圈内情况的发展。除第6集团军外，顿河集团军群还下辖赫特集群、霍利德特集群与罗马尼亚第3集团军。赫特集群是以第4装甲集团军司令部为基础组建的。它下辖基希纳的第57装甲军，军内原有第23装甲师一个师，该军在调出A集团军群时又编入一个师，即从法国刚刚开到的满员师第6装甲师。后来又增编了第三个师第17装甲师。赫特还指挥着隶属于赫特集群的罗马尼亚第4集团军的第6、第7军以及四个步兵师与两个骑兵师的剩余部队。霍利德特集群下辖他本人指挥的第17军、五个德国步兵师的一部分和五个罗马尼亚师。它将得到克诺贝尔斯道夫的第48装甲军司令部的加强。该司令部下辖第11装甲师、一个步兵师与一个德国空军野战师。但是，这些部队并没有就位，第6装甲师只是在11月末才开始抵达科帖尔尼科沃，从中央集团军群调来的第11、第17装甲师仍在途中。第17、第23装甲师的兵力与编制相差很远，各师作战坦克仅三十辆左右。第22装甲师遭到第5坦克集团军的致命打击，不能再继续作战，只得撤退。首次在战场上出现的德国空军野战师只是新近才组建的。曼施泰因的部队，尽管架子很大，其实算不上集团军群，因为具备进攻能力的部队只有不满员的第57、第48装甲军。事实上，它还比不上1941年的德军一个集团军。除第6装甲师外，所有德国部队都严重缺额，其中又夹杂着那些充当步兵作战的毫无经验的德国空军地勤人员、司令部和补给部队。罗马尼亚军队混乱不堪，它们与新组建的德国空军野战师都不具备进攻能力。总之，这支临时凑集、仓促捏合的部队并不能胜任赋予它的任务。从12月第一周直至装甲部队赶到这段时间内，它很难顶住苏军跨越契尔河与阿克赛河发动的试探性进攻。
距被围困的德军第6集团军最近的轴心国阵地是顿河大桥（契尔河在那里注入顿河）附近的上契尔斯卡亚。轴心国部队在此据守着契尔河以北和顿河以东的一些小型桥头堡。从契尔河至斯大林格勒包围圈东南边缘的马林诺夫卡的直线距离不到四十英里。由于契尔河以北有苏军重兵集结的迹象，加以渡契尔河与顿河时可能还需要架桥，所以曼施泰因采取了舍近求远的方法。他选择了顿河以东的科帖尔尼科沃至斯大林格勒的铁路线作为此次救援的进攻轴线，这必须穿越敌人控制的八十多英里的荒野。这片荒野毫无遮蔽，有无数条小河由东向西注入顿河。结冰的河流本身并不是障碍，但它们却把坦荡的平原冲出无数条很深的沟蜜或两壁陡峭的冲沟，形成巨大的反坦克障碍。曼施泰因选择这条漫长的、出人意料的路线是希望达成某种突然性，并迅速地向东北方向运动，对付力量较薄弱的苏军第51集团军。当时的估计是正确的，第51集团军的兵力不超过五个师。曼施泰因认为，向斯大林格勒的进攻若再行拖延只能有利于苏军统帅部，他们正在紧缩包围圈。11月28日，曼施泰因提出，德军应不等配署给他的所有部队集结完毕就发动救援作战。他的直接目标是打通一条通往斯大林格勒的陆路走廊，向被围的第6集团军提供补给，使其恢复机动能力，尔后，他希望第6集团军能够撤出。根据这种想法，他把大批车辆装满了支援第6集团军的油料与补给品。这场救援作战的代号是“暴风雪”，由赫特集群的装甲部队从科帖尔尼科沃沿伏尔加河与顿河之间的陆桥向东北方向发起突击。此项任务由下辖第6、第23装甲师的基希纳的第57装甲军负责实施。在沿契尔河一线的前方突出部内配置的霍利德特集群与罗马尼亚第3集团军的任务是不断地向敌人施加压力，并支援第48装甲军从上契尔斯卡亚地域向第57装甲军当面的敌人的左翼和后方发动进攻。罗马尼亚第4集团军负责掩护第57军暴露的右翼。保卢斯接到曼施泰因的一项命令，要他用装甲部队与机动部队向西南方向发动进攻，以接应第57装甲军。但是，此刻希特勒仍坚持让保卢斯继续坚守他在北部控制的所有地盘，不准第6集团军实施任何撤退。
曼施泰因将于12月3日发动进攻。但是，哪怕在集结所需要的最低数量的部队时发生耽搁，也会导致进攻时间的一再推迟。12月初，敌人开始向赫特右翼的罗马尼亚第4集团军的地域与据守契尔河与顿河之间被包围的桥头堡内的罗马尼亚第3集团军施加重大压力，只有动用以后攻势所需的德国部队才能稳住阵地。曼施泰因为了弥补这一部分兵力，便向希特勒请求调用卡尔玛克草原上那个经验丰富、战斗力强的第16摩托化师以及驻扎在高加索的A集团军群下辖的另外两个装甲部队。但是，克莱斯特使希特勒确信只有放弃南部的占领地，才能交出这支装甲部队，因此，曼施泰因的请求未得到满足。
莫斯科有充分的理由对苏军发动的这场攻势表示满意。11月底，莫斯科公布俘获罗马尼亚人三万三千名，拉斯卡也在内。12月3日，苏军最高统帅部批准了代号为“土星”的新计划，预定由瓦杜丁指挥的西南方面军向罗斯托夫发动突击，与此同时，顿河方面军与斯大林格勒方面军一举歼灭被围困在斯大林格勒城内的德军部队，但是，由于没有足够的部队同时执行两项任务，加之霍利德特集群与赫特集群在托尔莫辛与科帖尔尼科沃的出现引起莫斯科的忧虑，因此不得不将“土星”计划推迟实施。罗科索夫斯基指挥的顿河方面军接受了牵制被围困在斯大林格勒城内的第6集团军的任务，只有城南仍由叶廖缅科负责扼守。顿河下游成为瓦杜丁的西南方面军与叶廖缅科的斯大林格勒方面军之间的分界线。这两个方面军面向西方，负责击退德军救援部队的进攻。斯大林与华西列夫斯基显然认为，德军实施救援时将选择最直最近的路线，即经由托尔莫辛地域横渡契尔河发动突击。为了支援契尔河北岸的罗曼年科的第5坦克集团军，将把波波夫的第5突击集团军配属给瓦杜丁。尔后，这两个集团军越过契尔河发动试探性进攻，并且建立了一个又一个的桥头堡。而且每个桥头堡的敌人都要由第48装甲军的德军及其宝贵的装甲预备队去清除。因而这支装甲预备队一点一点地被消耗殆尽，克诺贝尔斯道夫便不得不撤离顿河，向契尔河上游运动，以防止契尔河沿线的防御被分割。
在南部，即顿河下游，叶廖缅科指挥的斯大林格勒方面军既与东北方的保卢斯的第6集团军、又与西南方的赫特集群相对峙。在西南方，从科帖尔尼科沃前方的顿河起直至卡尔玛克草原，这条战线仅由特鲁番诺夫的第51集团军的三个步兵师与两个骑兵师扼守。这个地域正是曼施泰国反攻的矛头所向之处。根据叶廖缅科的战后记述，他与他的军事委员会的政治委员赫鲁晓夫都不同意华西列夫斯基对情况的判断。他们相信，进攻将来自科帖尔尼科沃，而不是来自托尔莫辛。11月28日，叶廖缅科的第4骑兵军向科帖尔尼科沃发动进攻。当时，出乎意料的是，德军第6装甲师刚刚离开铁路侧线到达此地，第4骑兵军遭到它的装甲护卫兵与坦克的反击，损失极为惨重。与这支刚从布列塔尼抵达的德军新锐、满员部队的作战一直持续到12月3日。这场战斗证实了叶廖缅科的怀疑是正确的。他认为德军发动的这场攻势将落在他头上。他迅速地将这一情报用无线电报告斯大林，急切地要求增援。因此，甚至早在11月末，曼施泰因就丧失了实施突袭的有利条件了。
此时，曼施泰因正因各方面的拖延使他不能按时发动救援的攻势而生气。高加索冰雪融化，致使从A集团军群乘轮式车辆赶来的部队滞留途中。铁路运输效率低，进一步延长了部队集结的时间。进攻终于开始了，12月12日，德军第57装甲军仅用两个装甲师，共二百三十辆坦克（其中大部分坦克属于第6装甲师），在从高加索赶来的第4航空军的支援下向斯大林格勒东北部发起进攻，并首先指向特鲁番诺夫指挥的第51集团军。第一天，与苏军两个步兵师和在科帖尔尼科沃以北设伏的骑兵发生零星战斗。此后，德军的进攻毫无阻挡。在许多地域内，德军莫名其妙地发现那里的敌人已渺无踪影。但是，进展依然缓慢，每天向前推进不到十二英里。起初地面冻得很坚实，使工兵难以对付沟堑之类的障碍物。指挥第11装甲团的沙伊贝特曾叙述过他如何花了五个小时才使坦克部队越过一道峡谷。白天，温暖的太阳使阳坡的冰冻地面变得非常滑，即使安装了防滑链的坦克亦无法爬坡，于是，坦克很快便与步兵和炮兵拉开距离，以致使曼施泰因的顿河集团军群发动这次救援性突击的兵力实际上仅有第11装甲团一个团的坦克，还有支援这个团的一个装甲强击炮兵旅以及掩护该团右翼的第23装甲师的三十辆坦克。提供补给的车辆显然不可能随伴坦克前进，因此坦克自行携带油料，弹药的携行量比往常多两倍多。一些装有50毫米长身管火炮的III型坦克，每辆携带的主炮弹药多达二百发，机枪子弹多达七千发。这二百三十辆坦克和强击火炮就是这样孤军奋战的。
叶廖缅科将位于梅什科瓦河与阿克赛…伊萨洛夫斯基河之间的第51集团军调往斯大林格勒城南约四十英里处。他开始从斯大林格勒地区撤出部队，以加强其遭受威胁的南翼。第4、第13机械化军与两个坦克旅也被调往这个地区，12月14日，在上库姆斯基地域展开了一场坦克战。战斗持续了三天。据德国人估计，第11装甲团对付约四百辆苏军坦克。德军作战既无步兵又无炮兵。在这场近距离作战中难以分辨敌我。坦克最终也无济于事了，起初是没有炮弹，继而是没有油料，于是一辆一辆地丢弃了。先头部队距被围守军约三十英里，但他们无法突破苏军的防御。这场战斗结束时，德军的坦克手们得出一个结论：德军曾引以为豪的装有50毫米长身管火炮的III式坦克已无法与T34型坦克相匹敌（第6装甲师在不久以前一直使用的是捷克坦克）。但是，苏军由于其坦克光学器材落后，士兵缺乏训练，各兵种间动作不够协调，并未能发挥其长处。
叶廖缅科一直坚持不懈地要求斯大林和华西列夫斯基把马利诺夫斯基的第2近卫集团军调出罗科索夫斯基的顿河方面军，归他指挥。最后第2近卫集团军终于转隶给叶廖缅科，被用于支援全面吃紧的特鲁番诺夫。然而，与此同时，斯大林与大本营已着手准备对曼施泰因的救援作战实施一次更有效的反击。原来准备通过米列罗沃向罗斯托夫突击的“土星”作战计划被撤销，改用了新的进攻方案，即由瓦杜丁的西南方面军与戈利科夫的沃罗涅日方面军的左翼向东南方向的下阿斯塔霍夫与莫罗佐夫斯克发动进攻，旨在切断曼施泰因的交通线，并夺取德军为斯大林格勒守军提供补给的塔秦斯卡亚机场与莫罗佐夫斯克机场。部队已集结完毕。12月15日，莫斯科定下了这个决心，自然这次突击将是解叶廖缅科之危最有效的办法，而叶廖缅科对此援助己望眼欲穿了。
12月16日拂晓，沃罗涅日方面军的左翼与西南方面军的右翼和中路向加里博尔迪指挥的意大利第8集团军发动进攻。意大利第8集团军当时仍配置在匈牙利第2集团军与霍利德特集群之间的顿河沿岸。九十分钟的炮火准备过后，由V·I·库兹涅佐夫指挥的新建第1近卫集团军与哈里东诺夫指挥的第6集团军突破意大利第8集团军的左翼。第1近卫集团军是西南方面军的右翼，第6集团军是沃罗涅日方面军的左翼。到12月19日，苏军向前推进四十英里，抵达德军大型补给基地坎帖米罗夫卡，缴获了弹药、补给火车与物资堆积所。在东面，列柳申科指挥的第3近卫集团军向意大利人的右翼发动进攻。攻势发起还不到一周，意大利第8集团军就丢下装备逃之夭夭。苏军第1、第3近卫集团军和第6集团军共拥有四个坦克军与一个机械化军，它们已进抵意大利人背后开阔的草原上，而这里是没有德军的机动预备队阻挡它们的。在上雅可夫斯基附近，约一万五千名意大利人被包围。第24坦克军五天向前推进一百五十英里。圣诞节前夜，它向塔秦斯卡亚机场发动一次突然袭击。这是容克52型飞机向斯大林格勒实施空运的主