早在十一月底，蘇軍統帥部就擬訂了一個向南方以米列羅沃和羅斯托夫為總突擊方向的作戰方案，該計劃由蘇軍西南方麵軍負責執行。其作戰目地就是：把斯大林格勒地域敵軍被圍集的合圍正麵再向西推出200公裏，以徹底隔絕德軍突圍的企圖。而且這次作戰還要切斷遠在高加索方向上的德軍“a”集團軍群的退路，這樣就可以完全消滅德軍的坦克第1集團軍和第17集團軍，從而徹底粉碎德國在蘇聯南部地區的所有軍隊。
沒想到德軍率先在科捷利尼科沃方向發起的進攻，打亂了蘇軍的部署。因此蘇軍統帥部也對作戰方案進行了調整。原定的作戰計劃被修改為蘇軍西南方麵軍主力向東南方向推進，主要目的是消滅意大利第8集團軍和羅馬尼亞第3集團軍的殘部，圍殲托爾莫辛地區的德軍集團。這次作戰行動的代號為“小土星戰役”。
為了確保這次戰役的順利，斯大林從大本營預備隊裏抽調了大量的部隊，來加強西南方麵軍的實力。僅近衛第1集團軍就在原有兵力的基礎上，增加量坦克第18、第24和第25軍。方麵軍的空軍部隊，在原有的空軍第17集團軍的基礎上，又增加了空軍第2集團軍。
12月16號，蘇軍的第6集團軍和近衛第1集團軍的部隊，向駐紮在頓河邊緣的意大利第8集團軍發起了攻擊。麵對潮水般湧來的幾百輛蘇軍坦克，意大利軍隊被嚇得驚慌失措，根本無法阻止起有效的防禦。蘇軍便在沒有遭到真正抵抗的情況下，在意大利軍隊的防線上撕開了許多突破口。
隨著西南方麵軍的節節勝利，一心想給保盧斯解圍的曼斯坦因犯愁了，因為他發現再這樣打下去，不光保盧斯救不出來，甚至自己的頓河集團軍群也有被合圍的危險。因此，他不得不命令霍特停止進攻，采取就地防禦的方式，抵擋蘇軍近衛第2集團軍的反擊。
在整個小土星戰役中，表現得最為搶眼的，莫過於巴達諾夫將軍所指揮的坦克第24軍。這位身材並不高大，留著兩撇大胡子，冬天喜歡戴一頂灰色毛皮高帽的將軍，是一位非常有冒險精神的指揮員。
瓦圖京給坦克第24軍製訂的突擊目標是位於塔特辛斯卡亞的機場，這裏是德國空軍對被包圍在斯大林格勒的第6軍團提供空運補給的主要基地。該坦克軍在五天的時間內，冒著嚴寒向前推進一百五十英裏。在12月24日平安夜年，他們們從三個方向衝進了機場。機場當時可能沒有發現居然有支蘇軍的坦克部隊衝到了機場，因此停在機場裏的運輸機，依舊在裝載空投物資。直到蘇軍的坦克衝進了機場，敵人才發現沒對勁。部署在機場裏的火炮和高射炮立即開火，企圖摧毀衝進機場的坦克。但德軍的抵抗很快就被蘇軍的坦克粉碎，在給德軍造成了重大的傷亡後，坦克軍開始消滅那些停放在機場裏的敵機。
由於坦克所剩下的炮彈不多了，所以軍長巴達諾夫果斷地向坦克兵們下達了命令，用坦克去撞毀敵人的飛機。隨著一聲令下，上百輛坦克衝向了停在了機場上的運輸機、戰鬥機和轟炸機，使德軍損失的飛機超過了300架，其中包括72架ju52運輸機。派往附近火車站的一個坦克營，也摧毀了停放在列車上，還沒來得及下車的坦克。
雖然攻占了德軍的機場，但巴達諾夫很快就發現自己的處境變得非常不妙，坦克沒有彈藥、沒有燃料，在得到後方的補給前，部隊根本無法移動。
見蘇軍的坦克部隊占領了自己的機場，曼斯坦因立即派遣德軍第24機械化旅從北麵進迫過來，並於26號這天切斷了蘇聯坦克軍的後路。同時他還將第6及第11裝甲師調回來，向突入防線的蘇軍實施反擊，切斷深入防禦縱深的蘇聯坦克軍和後方的聯係。在北麵，一支混合裝甲部隊封鎖了道路，阻止任何企圖向4坦克軍提供支援的部隊向前推進。另外，還將第306步兵師也投入戰鬥，一起參與圍殲突入防禦縱深的蘇聯坦克軍。