Паулюс бросил на помощь своим окруженным танкистам армейский корпус, который оттеснил советские части из района Большой Россошки. Наши войска не смогли разгромить или отбросить к Дону прорвавшуюся к Волге севернее Сталинграда вражескую группировку, что осложнило положение защитников города. Пополнение для частей, боеприпасы, продовольствие могли теперь доставляться в Сталинград только по волжским переправам, которые подвергались яростным бомбардировкам с воздуха, а позднее и артиллерийским обстрелам.

Паулюс нанес сильный удар по Сталинграду и с запада. Отведенные от Дона на рубеж Орловка, Гумрак, Песчанка соединения 62-й армии, в командование которой вступил генерал В. И. Чуйков, стояли насмерть. Включенная в состав 2-го танкового корпуса, 99-я танковая бригада передала свой участок у поселка Рынок стрелковой бригаде и прибыла в район крупной железнодорожной станции Гумрак, где шли особенно жестокие бои. Нашу оборону непрерывно атаковали вражеские танковые части. Южноуральцы и на этот раз проявили беззаветное мужество. Они действовали под непрерывными бомбардировками с воздуха и артиллерийскими обстрелами, однако и враг нес большие потери. Когда противнику удавалось вклиниться в нашу оборону, предпринимали контратаки. В сентябрьских боях особенно отличился танковый батальон старшего лейтенанта Дьяченко. Когда «тридцатьчетверка» лейтенанта Бельченко двинулась в атаку, в нее попал снаряд. Горящая машина не остановилась, она давила фашистов гусеницами, расстреливала из пулемета. В нее попал еще один снаряд, все члены экипажа были ранены. Еле живой, механик-водитель сумел увести машину в укрытие и спасти товарищей.

Несмотря на упорное сопротивление, гитлеровцы сумели занять поселки Красный Октябрь и Баррикады. Ценой огромных потерь противнику удалось в середине октября захватить тракторный завод и выйти в этом районе к Волге. Генерал Паулюс направил основные усилия на юг, вдоль Волги, стремясь уничтожить главную группировку 62-й армии. На помощь своему соседу пришла 64-я армия генерала-южноуральца М. С. Шумилова, оборонявшая южную часть города. Она нанесла удар по врагу в районе поселков Купоросное и Зеленая Поляна. В этом наступлении участвовал 7-й стрелковый корпус под командованием генерала С. Г. Горячева, состоявший из трех уральских стрелковых бригад. Одна из бригад — 97-я, которой командовал генерал В. В. Тихомиров, — формировалась летом 1942 года в Челябинской области.

Ожесточенные бои в районе поселков Купоросное и Зеленая Поляна продолжались до 1 ноября. Хотя 64-я армия продвинулась лишь на 3–4 километра, она сковала крупные силы неприятеля и оказала серьезную помощь 62-й армии.

К середине ноября наступательные возможности 6-й немецкой армии иссякли, она так и не смогла овладеть всем Сталинградом. Советские войска сорвали также попытку врага выйти к нижнему течению Волги и Каспийскому морю, овладеть грозненскими и бакинскими нефтяными промыслами.

Не осуществился их план и на севере. Южноуральские 367-я стрелковая дивизия и 65-я морская стрелковая бригада вместе с другими соединениями Карельского фронта не дали белофиннам прорваться из Карелии к Белому морю и перерезать железную дорогу Беломорск — Обозерская, чтобы лишить Советский Союз внешних связей через Мурманск.

Войска Карельского фронта вели активную оборону. Смелые удары по врагу наносили подразделения моряков, которыми командовали майоры Г. Ф. Ковалев, И. И. Маньков, А. С. Сидоренко. Снайперы 65-й морской стрелковой бригады истребили в 1942 году 1552 вражеских солдат и офицеров.

Отборные немецкие горнострелковые войска были брошены на штурм полуостровов Средний и Рыбачий. Там, на самом правом фланге советско-германского фронта, вместе с другими соединениями оборонялась сформированная в Челябинской области 63-я морская стрелковая бригада. Лишенные сухопутной связи с Большой землей, в суровых условиях Заполярья, советские воины не только отбивали атаки, но высаживались с катеров на вражеское побережье, нападали на фашистские батареи, опорные пункты, доставляли «языков».

К осени 1942 года были созданы предпосылки для коренного изменения войны в пользу Советского Союза. Враг уже не имел былого превосходства в живой силе, боевой технике и вооружении. Слаженное военное хозяйство страны позволило еще в ходе Сталинградской битвы снабжать действующую армию всем необходимым и готовить резервы для стратегического контрнаступления. Увеличение производства на Урале танков, орудий, самоходных установок и другой техники дало возможность сформировать на территории Челябинской области 37, 54, 55-ю механизированные, 56, 57, 58-ю мотострелковые бригады, ряд самоходно-артиллерийских, пушечных, гаубичных, минометных, истребительно-противотанковых соединений и частей.

Продолжалось создание стрелковых соединений. В Уральском военном округе развертывалась 70-я армия — из бойцов и командиров войск НКВД и погранчастей. В Челябинской области пополнялись личным составом, вооружались и проходили боевое обучение сформированные из пограничников Забайкалья и Средней Азии 106-я и 162-я стрелковые дивизии. Отсюда они выехали в начале февраля 1943 года на фронт.

В 1942 году на территории Урала был сформирован 8-й эстонский стрелковый корпус в составе двух стрелковых дивизий. Одна из них — 249-я — создавалась и готовилась к боям в Челябинской области. Командиром корпуса стал генерал Л. А. Пэрн, служивший до войны в 85-й стрелковой дивизии.

Стратегическое контрнаступление Советской Армии началось с разгрома мощной группировки противника в районе Сталинграда. 19 ноября 1942 года усиленные резервами войска Юго-Западного и Донского фронтов, а 20 ноября войска Сталинградского перешли с наступление и через несколько дней окружили в междуречье Дона и Волги 6-ю и часть 4-й танковой немецких армий численностью в 330 тысяч человек. Подтянув в район Котельниково танковые и пехотные соединения, гитлеровское командование попыталось деблокировать окруженную группировку. Измотав противника в боях у реки Мышкова, 2-я гвардейская армия перешла в наступление. Приданный ей 6-й механизированный корпус, в состав которого входили сформированные в Челябинской области 54-я и 55-я мехбригады, охватил правый фланг котельниковской группировки врага. 55-я механизированная бригада, которой командовал полковник А. Ф. Пашков, 26 декабря овладела хутором Самохином, а на следующий день — хутором Дергановом. При освобождении этих населенных пунктов умело действовал разведдозор во главе с лейтенантом А. В. Рябцевым, захвативший много пленных и богатые трофеи. Преследуя противника, разведчики разгромили большую колонну. В неравном бою лейтенант А. В. Рябцев погиб. Ему первому из воинов 6-го механизированного корпуса присвоено звание Героя Советского Союза.

После освобождения Котельниково основные силы 6-го мехкорпуса продолжали двигаться вдоль железной дороги на Зимовники, а 54-я бригада получила задачу повернуть на северо-запад, овладеть станицей Цимлянской и перерезать железную дорогу Морозовск — Сальск, которую фашистское командование использовало для маневрирования силами на юге.

Станица Цимлянская расположена на правом берегу Дона. Попытка с ходу форсировать реку и овладеть станицей не удалась — гитлеровцы вели с высокого противоположного берега сильный огонь. Тогда командир бригады полковник И. В. Студеникин направил мотострелковый батальон майора А. В. Фалюты в обход. Преодолев в ночь на 2 января 1943 года Дон по льду правее, мотострелки захватили хутора Казиркин и Терехин. Часть цимлянского гарнизона гитлеровцев была брошена против бойцов майора Фалюты. Этим воспользовались другие подразделения бригады, они стремительной атакой овладели станицей.

6-й мехкорпус принял участие в боях за город Зимовники, в районе которого немецко-фашистское командование сосредоточило много войск, стремясь не допустить прорыва наших соединений к Ростову и Азовскому морю. Выйдя в тылы оборонявшихся вражеских частей, уральские бригады ускорили их отход. 8 января над Зимовниками взвилось красное знамя. За отличия в этих боях мехкорпусу присвоили почетное наименование «Зимовниковский», он был преобразован в 5-й гвардейский. 54-я мехбригада стала называться 11-й, а 55-я— 12-й гвардейской бригадой.