По свидетельству начальника XII отдела Генштаба «Иностранные армии Востока» генерала Гелена, возглавлявшего военную разведку, еще 4 ноября от «доверенного лица» в Москве было получено сообщение о заседании Военного совета под председательством Сталина, где было решено до 16 ноября провести несколько наступательных операций, в том числе и на Дону. Однако немецкое командование не придало этому значение, тем более, что авиационная разведка ввиду ухудшающихся погодных условий не смогла зафиксировать подготовку советских войск к наступлению. Мало того, в 18 часов 19 ноября штаб 6-й немецкой армии запланировал на следующий день продолжение рутинных «действий разведывательного характера», что говорит о полном непонимании боевой обстановки на фронте. И лишь в 22 часа вышел панический приказ командующего группой армий «Б» фон Вейхса, запрещающий армии Паулюса все действия наступательного характера в Сталинграде.
В наступлении трех советских фронтов участвовало более миллиона советских бойцов при поддержке полутора тысяч танков, 15 тысяч артиллерийских орудий и минометов и 1350 самолетов. 22 ноября передовой отряд 26 танкового корпуса 5 танковой армии под командованием подполковника Георгия Филиппова стремительной атакой захватил мост через Дон. «Танковая часть русских подошла к мосту и с ходу захватила его без боя, так как охрана моста приняла ее за немецкую учебную часть, оснащенную трофейными русскими танками, которая часто пользовалась этим мостом», - разводил руками командир пехотной дивизии Ганс Дерр в своей книге «Поход на Сталинград». Враг понял, что это приведет к быстрой переправе главных сил наступающих, и бросился в контратаку. Однако танкисты не отступили с захваченного рубежа, дождавшись подхода основных сил корпуса. На следующий день танковая бригада полковника Николая Филиппенко ворвалась в Калач. «Два этих офицера с почти одинаковыми фамилиями – русский и украинец – своими действиями сохранили жизни сотен, а может быть и тысяч своих соратников, которым пришлось бы пожертвовать собой, если бы овладение переправой вылилось в затяжное сражение», - писал начальник оперативного отдела штаба Юго-Западного фронта генерал-майор С.П. Иванов. За инициативные действия, способствовавшие решительному завершению операции Г.Н. Филиппову и Н.М. Филиппенко было присвоено звание Героев Советского Союза. 23 ноября войска Юго-Западного и Донского фронтов замкнули кольцо окружения под Сталинградом.
По планам советского Генштаба предполагалось, что в окружение попадут 80 тысяч солдат и офицеров 6-й немецкой армии генерала Паулюса. Но реальность оказалось еще более ошеломляющей. В «сталинградском котле» очутилось 273-тысячная неприятельская группировка. Такого поражения немцы еще не знали. Это была настоящая военная катастрофа.