К моменту начала контрнаступления в его состав входили 65, 24-я и 66-я армии. Они насчитывали в общей сложности двадцать четыре стрелковые дивизии, шесть танковых бригад и один танковый корпус. Задачей Донского фронта было нанесение двух ударов своим правым флангом: главный удар силами правого фланга 65-й армии генерал-лейтенанта П.И.Батова из района Клетской на юго-востоке целью «свертывания» обороны противника и второй — силами правого фланга 24-й армии генерал-майора И.В.Галанина вдоль левого берега Дона на юг с целью отсечения войск противника, действовавших в малой излучине Дона, от его группировки в районе Сталинграда. Глубина операции для 65-й армии составляла 60 км, а для 24-й армии — 20 км.
Главный участник сентябрьских и октябрьских боев к северу от Сталинграда, 66-я армия генерал-лейтенанта А.С.Жадова на этот раз должна была выполнять вспомогательную задачу. Ей предписывалось своими активными действиями сковать противостоящего противника, лишив его возможности маневрировать резервами.
Действия наземных войск фронта поддерживались с воздуха 16-й воздушной армией генерал-майора авиации С.И.Руденко.
Следует отметить, что идеей разделения наступления на «танковое» и «пехотное» был пронизан не только план наступлений на московском и сталинградском направлениях, но и сам «Уран». Бедная тыловыми коммуникациями местность отдавалась для наступления преимущественно подвижными соединениями, а район с лучше развитой транспортной сетью получал больше стрелковых соединений. Наступавшие с рубежа озер южнее Сталинграда армии имели в своем составе мало стрелковых дивизий, но именно здесь были использованы механизированные корпуса — наиболее сильные на тот момент самостоятельные танковые соединения Красной Армии. Напротив, к северу от города танковая армия имела в своем составе целых шесть стрелковых дивизий и два танковых корпуса. Такая дифференциация состава ударных группировок облегчала сосредоточение войск в подготовительный период и само ведение операции.
В целом план операции «Уран» был простым и даже изящным. От участков прорыва на реке Дон к северу от Сталинграда и от цепочки озер к югу от города наступающие армии расходились веером, образуя внешний и внутренний фронт окружения противника. Середину «веера» образовывали обладавшие наибольшей пробивной силой танковые и механизированные корпуса, Они должны были первыми прорваться навстречу друг другу и не позволить противнику, так или иначе, удержать «коридор», связывающий с основными силами группы армий. На ближайших к городу флангах ударных группировок находилась наименее подвижная пехота. Внешний фронт окружения образовывали кавалерийские соединения. Последние не обладали большой пробивной силой, но меньше зависели от тылов и могли устойчиво продвигаться в глубь степи, отодвигая как можно дальше от окружаемой армии Паулюса исходные позиции возможного деблокирующего удара.
Разумеется, передвижения советских войск в подготовительный период контрнаступления под Сталинградом были замечены немцами. Начиная с середины октября командование группы армий «Б» получило множество сведений о концентрации советских войск в районе Саратова, что могло свидетельствовать о подготовке наступления на сталинградском направлении. К 3 ноября разведка сообщала, что советские войска готовятся к наступлению против 3-й румынской армии. Было отмечено также интенсивное строительство переправ, что не могло быть полностью объяснено необходимостью улучшения снабжения войск.
Однако все эти неизбежно просачивавшиеся к немцам данные были ими неправильно интерпретированы. В это же самое время немецкой разведке удалось получить сведения о готовящемся наступлении против Ржевского выступа — операции «Марс». Немецкие аналитики считали для Красной Армии невозможным проведение одновременно двух крупных наступательных операций на двух операционных направлениях. Также справедливо указывалось, что московское направление более привлекательно для советского командования по возможностям развития наступления на Смоленск или даже в тыл группе армий «Север». Еще одним аргументом была слабая дорожная сеть в южном секторе фронта. Вследствие этого крупное наступление должно было столкнуться с трудностями снабжения.
Как уже было сказано выше, советскому командованию удалось решить эти проблемы и организовать два крупных наступления за счет асимметричного перераспределения сил пехоты и танков. На московском направлении концентрировалась пехота для позиционных боев, а на сталинградском — самостоятельные механизированные соединения для маневренной войны. Концентрация танковых соединений позволяла привлечь к проведению операции «Уран» меньшее число пехотных соединение и тем самым меньше нагружать дорожную сеть.
Те данные, которые не могли быть проигнорированы, были просто неверно истолкованы получателями разведсводок. Подготовка советского наступления против 3-й румынской армии была очевидной. Однако считалось, что основной целью этого наступления будет прерывание железной дороги, подходящей к Сталинграду с запада. Немецкие аналитики считали, что такое наступление могло быть предпринято Красной Армией с ограниченной целью: заставить 6-ю армию отвести свои главные силы от самого Сталинграда. С целью парирования этого наступления немецкое командование вывело в резерв управление XXXXVIII танкового корпуса генерала Гейма, которому были подчинены 22-я танковая дивизия и 1-я румынская танковая дивизия.
В связи с неготовностью авиации начало операции «Уран» было отложено с первоначально назначенных дат. В окончательном варианте наступление Юго-Западного и Донского фронтов было решено начать 19-го, а Сталинградского фронта — 20 ноября.
Утром 19 ноября в 8.50 утра после 1 часа 20 минут артиллерийской подготовки атаки войска Юго-Западного и Донского фронтов перешли в наступление. Действия артиллерии в период артиллерийской подготовки затруднялись из-за сильного снегопада и утреннего тумана. Непосредственная авиационная подготовка атаки в полосе наступления ударных группировок фронтов ввиду плохой погоды не была осуществлена. Плохая погода также не позволила развернуть активные действия воздушных армий днем 19 ноября. Однако если для операции «Марс» плохие погодные условия стали во многом роковыми, то для «Урана» они не сыграли существенной роли. Противником советских войск была недавно сформированная румынская армия. Только небольшая ее часть имела боевой опыт. Еще осенью 1941 г. под Мелитополем румынская пехота продемонстрировала свою храбрость, сочетавшуюся, однако, с малой устойчивостью к танковым атакам. Противотанковая оборона румынских войск была крайне слабой как по техническому оснащению, так и по тактике. Перемоловшей сотни советских танков обороны немецкой пехоты, начиная с вооруженных связками гранат и теллер-минами пехотинцев и заканчивая поставленными на прямую наводку 88-мм зенитками, на направлении главного удара «Урана» не было.
В силу всех этих причин советские войска уже в первый день операции вошли в оборону румынской пехоты, как раскаленный нож в масло. 5-я танковая и 21 -я армии Юго-Западного фронта в первый же день наступления прорвали тактическую зону обороны противника. Однако отсутствие авиационной подготовки и затруднение с корректировкой артиллерии заставили ввести в бой уже в середине первого дня с целью завершения прорыва танковые корпуса. Выполнив эту задачу с хода, танковые корпуса продвинулись на 30—35 км в глубину построения войск противника и вышли в районы Медвежьего, Перелазовского и Манойлина. Войска правого фланга 65-й армии Донского фронта в первый день операции вклинились в оборону противника на 3—5 км.
Следующим ходом было сокрушение оперативных резервов противника. На следующий день советские войска, развивая наступление, на полном ходу врезались в XXXXVIII танковый корпус. Советская разведка не вскрыла появление 22-й танковой дивизии немцев, и столкновение с ней было в значительной степени неожиданным. Не ввязываясь в бой, 1-й танковый корпус В.В.Буткова свернул на Перелазовский. Отбивать атаки немецких танков предстояло 8-му кавалерийскому корпусу. Танковым корпусам нужно было как можно быстрее двигаться вперед. Борьба с неожиданно появившейся 22-й танковой дивизией согласно приказу командующего армией была возложена на 8-й кавалерийский корпус и подошедшие стрелковые дивизии 5-й танковой армии. 1-й танковый корпус, развивая наступление, к исходу 22 ноября вышел на р. Лиска в 15—20 км севернее ее устья. Менее сильным противником была румынская танковая дивизия. 26-й танковый корпус А.Г.Родина отбросил ее 20 ноября из района Перелазовского к востоку и, продолжая наступление на юго-восток, к утру 22 ноября выдвинулся на Дон в районе Калача. Здесь корпус захватил переправу через Дон. Наступавший в полосе 21-й армии 4-й танковый корпус А.Г.Кравченко к вечеру 21 ноября вышел к Дону севернее Калача. За спиной 6-й армии постепенно выстраивался заслон, пока еще неплотный и состоящий из подвижных соединений.
Стрелковые войска 5-й танковой и 21-й армий ударами частей своих внутренних флангов охватили войска двух румынских корпусов в районе Распопинской, а остальные их силы, используя успех танковых корпусов, быстро продвигались вперед.
Советские войска начинали чувствовать вкус «молниеносной войны». Характерный эпизод произошел в 26-м танковом корпусе при захвате переправы через р. Дон. Командир корпуса создал передовой отряд под командованием командира 14-й
