8月29日，朱可夫由莫斯科中央機場起飛，4小時後已出現在伏爾加河畔卡梅申地域的野戰帳篷中了。華西列夫斯基迎接了朱可夫，並當場給他介紹了最新情況。經過簡短交談後，他們便驅車前往設在小伊萬諾夫卡的斯大林格勒方麵軍司令部。大約12點，他們抵達方麵軍司令部。戈爾多夫中將也在前沿陣地上。參謀長尼基舍夫和作戰部長魯赫列彙報了情況。從其彙報中聽得出，他們並不完全相信在斯大林格勒地域能阻止住敵人。
朱可夫給近衛第1集團司令部打了電話，當時戈爾多夫在那裏。朱可夫讓他在莫斯卡連科集團軍司令員的司令部等候。朱可夫和華西列夫斯基在近衛第1集團軍指揮所裏遇到了戈爾多夫和莫斯卡連科。他們的彙報和言談舉止使朱可夫和華西列夫斯基很高興，因為他們既對敵人的力量了如指掌，又對己方的能力心中有數。四人共同討論了情況，一致認為，正在集中的各集團軍部隊直到9月6日才能做好反突擊的準備。朱可夫由該處通過高頻電話向斯大林作了彙報。斯大林聽取彙報後未表示異議。華西列夫斯基奉命於9月1日飛離斯大林格勒，返回莫斯科。
蘇軍最高統帥部規定9月2日為近衛第1集團軍實施反突擊的時間。但實際情況是，編入該軍的部隊缺乏燃料，途中延遲了，直至9月2日晨尚未進入出發地域。朱可夫根據集團軍司令員莫斯卡連科的請求，將實施衝擊的時間改為9月3日，並報告了最高統帥部：
“近衛第1集團軍未能於9月2日轉入進攻，因為該集團軍的部隊沒有來得及進入出發地位，沒有來得及前送彈藥、燃料和組織戰鬥。為了不致使部隊無組織地進入戰鬥和因此而遭受無謂的損失，經過我在現地親自檢查後，將進攻時間改在9月3日5時。”
“第24和66集團軍的進攻時間，我規定在9月5～6日。現全體指揮人員正在詳細研究任務，我們也正在采取戰役的物質保障措施……”
9月3日晨，經過炮火準備後，蘇軍近衛第1集團軍的部隊轉入進攻，但在斯大林格勒隻前進了數公裏，給敵人造成的損失不大。由於遭到敵航空兵不間斷的突擊和敵坦克與步兵在炮火支援下由斯大林格勒所實施的反衝擊，近衛第1集團軍繼續前進受阻。
同日，朱可夫收到了斯大林簽署的一份電報：
“斯大林格勒的形勢惡化了。敵人距斯大林格勒3俄裏。如果北部集團部隊不立即援助，斯大林格勒可能在今天或明天被攻占。應要求位於斯大林格勒以北和西北的各部隊司令員立即突擊敵人和援助斯大林格勒的軍民。不得有任何延遲。現在延遲無異於犯罪。應將全部飛機都用於援助斯大林格勒。斯大林格勒剩下的飛機已經很少了。”
朱可夫當即給斯大林打電話報告：
“我可以下令在明天一早就發起進攻，但所有3個集團軍的部隊將不得不在沒有彈藥的情況下開始戰鬥，因為最早要到9月4日黃昏才能把彈藥送到炮兵陣地上。此外，在9月4日黃昏之前，我們不可能組織好各部隊與炮兵、坦克和航空兵的協同動作，而沒有協同動作，是什麼也搞不成的。”
斯大林開始發火了，在電話中的聲音越來越大：
“你是不是認為敵人會等你慢騰騰地弄好了再幹？……葉廖緬科斷定，如果你們不立即由北麵實施突擊，敵人隻要用第一次猛攻就可以拿下斯大林格勒。”
朱可夫仍沉著鎮定，從容作答：
“我不同意這個觀點。請求準予按原定時間5日發起進攻。至於航空兵，我現在就下令全力轟擊敵人。”
“那好吧！如果敵人對市區發起總攻時，你們應不待部隊做好準備就迅速向敵人衝擊。你的主要任務是把德寇的兵力由斯大林格勒引開，如果辦得到，不應消除隔開斯大林格勒方麵軍和東南方麵軍的德軍走廊。”斯大林終於冷靜下來，最後拍了板。
9月5日早晨之前，正如朱可夫預測的那樣，斯大林格勒附近並沒有什麼特殊的事件發生。9月5日淩晨3時，斯大林打電話給馬林科夫詢問斯大林格勒方麵軍部隊完成轉入進攻的準備情況。當他確信他的命令正在貫徹時，就沒有再讓朱可夫聽電話。
9月5日拂曉，在第24集團軍、近衛第1集團軍和第66集團軍的全正麵上開始了炮火和航空火力準備，但甚至在各集團軍的主要突擊方向上，炮火的密度也不大，致使沒有取得必要的效果。待“喀秋莎”齊射後，發起了衝擊。朱可夫就在近衛第1集團軍司令員的指揮所裏進行觀察。從德軍抗擊蘇軍衝擊部隊的火力強度來看，顯然，蘇軍炮火準備沒有達到應有的效果，致使蘇軍進攻部隊不可能推進很遠。
約一個半到兩個小時後，德軍在很多地段上以火力阻止了蘇軍的前進，並以步兵和坦克實施反衝擊。蘇軍通過航空偵察查明，德軍大量的坦克、炮兵和摩托化步兵集群正由左姆拉克、奧爾洛夫卡、大羅索什卡地域向北移動。德軍航空兵開始轟炸蘇軍戰鬥隊形。下午，德軍新的部隊進入戰鬥並在某些地段上將蘇軍擠回到出發地區。持續了一整天的火力戰到傍晚時分幾乎沉寂。蘇軍近衛第1集團軍通過激烈交戰才前進了2～4公裏，而第24集團軍幾乎仍在出發陣地上。