ウラヌス作戦
11月20日午前8時、ソビエト赤軍最高司令部は予定通りに作戦が行えるかどうか聞くために、スターリングラード戦線の司令部に電話を入れた。司令官は濃霧が晴れれば予定通り作戦を開始すると答えた。各部隊は作戦を午前10時に延期する命令を受けていたが、第51軍の師団は命令を受けることができず、時間通りに砲撃を行い始めた。第51軍はそのままルーマニア第6軍を攻撃、大量の捕虜を得た。午前10時、第57軍が攻撃を開始、スターリングラード戦線において装甲部隊の攻撃が始まり、状況の進展を見せた。その頃、ドイツ第297歩兵師団は、ルーマニア軍の部隊が反撃を続けないのを目撃していた。ソビエト赤軍は攻撃開始以来、ある程度は順調な進撃を見せた。しかし、命令の混同と不確実な伝達はソビエト第4、第13機械化軍団の進撃が停止することを招いた。
この時、ドイツ軍はその戦線に第29装甲擲弾兵師団を早急に送ることでそれを防いだ。しかし、ソビエト赤軍を停止させることに成功はしたが、ルーマニア軍の崩壊のために、師団はドン川南岸へ防衛の為に移動を行わなければならなかった。第29装甲擲弾兵師団の反撃は、ソビエト赤軍の戦車約50両を破壊、ソビエト赤軍司令官は側面の心配を行わなければならなかった。しかし、その日の終わりまでにできたドイツ軍の再配備はルーマニア第6騎兵連隊を進撃を重ねるソビエト赤軍とドン川の間に展開させるのがやっとであった。
スターリングラードにおいてはドイツ空軍の激しい爆撃により、ソビエト赤軍部隊の移動はかなり困難であった。スターリングラード戦線で活動していた第38工兵大隊はボルガ川を横断して、弾薬、将兵、戦車の輸送を行っていた。その一方で、切迫していた段階的な反撃の主導を務めることになっており、戦線の比較的交戦の少ない地点の偵察を行っていた。約3週間でソビエト赤軍はボルカ川対岸より、将兵約111,000名、戦車420両、砲門556両を輸送した。
11月17日、ヴァシレフスキーはモスクワに呼び出された。そこで、ヴァシレフスキーは第4機械化軍団司令官司令官ボルスキーが攻撃を取りやめるようスターリンに宛てていた手紙を見せられた。ボルスキーはこの大掛かりな反撃が失敗する運命にあると考えており、その代わりに、攻撃を延期して、作戦を根底から計画し直すよう示唆していた。
多数のソビエト赤軍兵士は冬装備を支給されず、「指揮官の無責任な態度のために」多くの兵士が凍傷で死亡しており、ソビエト赤軍情報部は戦線に配属されているドイツ軍部隊の多くの情報を集める努力をしたが、ドイツ第6軍の情報はあまり手に入れることができなかった。しかし、攻撃を中止する気の無いスターリンはボルスキーに電話をかけ、攻撃命令が出た時、ボルスキーが命令通り攻撃を開始することを確認した。