12 июля 57-я армия была передана Южному фронту, 17 июля передана в Сталинградский фронт, в составе которого участвовала в Сталинградской оборонительной операции. В середине июля армия была передислоцирована в район южнее Красноармейска с целью прикрытия Сталинграда с юга. С 7 августа в составе Юго-Восточного фронта, а с 30 сентября Сталинградского фронта армия вела тяжёлые оборонительные бои, в ходе которых нанесла урон немецким войскам и сорвала попытки прорваться в Сталинград с юга.