城北和市中心的地盘仍在德军手中。大批德军步兵和坦克正在维什涅瓦亚山谷、红十月镇的公墓一带以及多尔吉冲沟和克鲁多冲沟集结，拖拉机厂和”街垒“工厂处于强大攻击的威胁之下。同时，集团军的右翼奥尔洛夫卡地域也处于德军的攻击威胁中。
9月29日，德军集中了大批兵力，在航空兵的支援下，对第62集团军的右翼奥尔洛夫卡地区展开了进攻。显然，德军决心消灭在奥尔洛夫卡突出部防御的苏军。因为这个突出部直接威胁着在戈罗季谢地区集结的德军集团。如果苏军从北面进攻，冲过来与奥尔洛夫卡突出部的部队会师，那么，前出到伏尔加河边的德军有一大部分就会被截断，而德军主要集团的左翼就会被包抄，保卢斯预见到了这种危险，于是他组织了德坦克第16师和步兵第389师以及”什塔赫尔“突击集群向奥尔洛夫卡突出部发起进攻。
战斗很快变得激烈起来，双方为争夺这块具有重要意义的地区展开了顽强的搏斗。德军进攻前，使用航空兵火力和炮火进行了轰炸，在奥尔洛夫卡地区设防的苏步兵第315师和摩托化步兵第115旅伤亡很大，但他们仍然坚守着阵地，德军从东北和西面两个方向发起不间断的冲击，一次次都被顽强抵抗的红军战士击退。后来，德军突破了防御部队的战线。推进至铁路线，并以钳形攻势很快就要在奥尔洛夫卡以东会合。苏军在被包围的威胁下，不得不退却。
10月2日，德军占领了奥尔洛夫卡，来不及撤退的部分防御部队在这个地区西北被包围。被围的红军战士从10月2日至7日与敌人的优势兵力拚死血战，直至弹尽粮绝。7日夜，他们杀开一条血路冲出包围圈，撤到拖拉机厂北部，但幸存下来的仅有220人。
30日夜，由C·C·古里耶夫少将指挥的近卫步兵第39师渡河来到右岸，加入了守卫城市的行列。这个师的各团只补充了一半，有些连仅有40-50人。但是却有极强的战斗力。该师一到就接到命令，立即作为第二梯队部署在斯梅霍特沃罗夫少将指挥的步兵第193师后面。因为在10月1日、德军楔入了步兵第193师的战斗队形，并严重地威胁着”红十月“工厂。古里耶夫少将立即带领部队在哈萨克街至班内沟正面，”红十月“工厂以西展开，在”红十月“工厂的各个车间里构筑工事，建成火力支撑点，直接在工厂车间里进行防御。
10月2日，古尔季耶夫上校指挥的步兵第308师的2个团渡河到达右岸，向”街垒“工人新村区域的敌人发动了攻击。攻击部队突破了德军在工人新村区域的抵抗，为争夺每所房子，每座建筑物展开了激烈战斗。日终之前，该师肃清了”街垒“工人新村绝大部分地区的法西斯分子。德军赶快调来部队进行反扑，阻止了该师继续发展进攻。
独立步兵第42旅整编后回到右岸，也参加了这次反击，后来，该旅编入步兵第308师。
当天，斯梅霍特沃罗夫少将指挥的步兵第193师与猖狂进攻的德步兵和坦克进行了力量悬殊的战斗。激战发展到白刃格斗。侵略者在付出了很大代价之后，才在日终前前出到柴可夫斯基大街和比布列伊斯基大街。
同一天，在巴秋科和罗季姆采夫师的接合部，法西斯分子采取了出人意料的斗争方式。一个营的德军士兵，换上红军军装，冲过苏军的战斗队形，扑向克鲁多冲沟，并迅速向伏尔加河推进。可是，敌人狡诈的手段并没有得逞，这帮恶棍被巴秋克的几个预备连彻底消灭了。
德军继续调集部队，准备对斯大林格勒拖拉机厂、”街垒“工厂和”红十月“工厂实施猛烈突击。还在9月29日下午，德军几百架飞机轰炸了拖拉机厂，厂区顿时成了一片火海，10月3日，德国法西斯兵团竭尽全力，企图突入拖拉机厂。但每一次进攻都遭到了斯大林格勒保卫者的迎头痛击。由戈罗霍夫上校率领的北方集群在工厂北面和西北面设防固守，兵力损失严重的步兵第112师负责防守工厂的西接近地。他们顽强地阻击着敌人的猛烈攻击。
在”街垒“工厂和硅酸盐厂地区，步兵第308师抗击着敌人越来越疯狂的强攻，并坚持了18个小时，到10月3日晚，德军从两翼包抄过来，该师被迫撤到下乌金斯卡亚街以南的铁路线，而左翼退到了文尼察街。
10月3日整个一天，步兵第193师在”红十月“工人新村地区作战，与敌人争夺公共澡堂和工人食堂。公共澡堂曾易手数次，但最终仍在红军战士手中。步兵第193师各团剩下的战士平均只有150-200人。近卫步兵第39师同样在抗击着敌人向”红十月“工厂实施的进攻，多次击退了德国鬼子。
戈里什内师，巴秋克师和罗季姆采夫师坚守在自己的阵地上，抗击敌人在集团军左翼发动的进攻。
战斗进程表明，德军决心不惜一切代价冲到伏尔加河，占领主要工厂之后，从那里沿河向南发展攻势。德军不断向这个方向上投入新的兵力。奥尔洛夫卡地区的战斗，不仅是为了解决那个突出部，而且还企图转移苏军的注意力，以便向各工厂实施主要突击。
为了破坏敌人的这种意图，斯大林格勒方面军立即派遣B·г·若卢杰夫少将指挥的近卫步兵第37师渡过伏尔加河，进入斯大林格勒，并配置在步兵第308师的右翼后面，防守拖拉机厂。同时，把П·H·别雷上校指挥的坦克第84旅也拨给第62集团军指挥。10月2日和3日晚上，近卫步兵第37师渡河抵达右岸。并立即就与突破步兵第112师和第308师战斗队形的希特勒匪徒的步兵、坦克展开了搏斗。近卫军战士们英勇顽强，一步步向前推进。把敌人从一座座楼房里赶出来。很多战士身穿降空兵制服，冲进楼房和地下室后，就拔出匕首和芬兰刀与敌人展开肉搏战。他们不知道什么叫退却，面对死亡，一边顽强战斗，一边高呼：“为了祖国！”“永不投降！”
10月4日夜，坦克第84旅开始渡往右岸。但是，只有轻型坦克才能渡过河。这些轻型坦克来到右岸后，立即被编入近卫步兵第37师和步兵第308师的战斗队形。
10月5日，德军继续进攻拖拉机厂和其他几个主要工厂的苏军阵地。德国空军出动近2000架次飞机。对工厂区进行狂轰滥炸。在工人新村和个别街道上，到处都在进行激烈的战斗。德军逼退了苏军防御，占领了硅酸盐厂。而在其他地段上，苏军顽强抵抗，击退了敌人的多次冲击。近卫步兵第37师的一个团击退了敌人后，占领了从公墓到印刷厂大街的防御线。但是，整个来说，斗争的主动权仍然操在希特勒匪徒手中。第二天，主要是敌人的航空兵进行轰炸，它们对苏军战斗队形整整轰炸了一天。
10月5日晚，斯大林格勒方面军副司令戈利科夫少将进城来到第62集团军司令部。他现地了解战斗情况，并作了必要的指示。在他的建议下，第62集团军指挥所从烈火熊熊的油槽下面转移到了沿伏尔加河往拖拉机厂方向靠近的步兵第10师司令部掩蔽所。该师已撤走进行整编。
10月7日，德军以大量兵力恢复了进攻行动。经过激烈的战斗，德军在日终时楔入了苏军的战斗队形，占领了拖拉机厂工人新村一街区，并靠近了体育场。苏近卫步兵第37师，步兵第308、95、193师以及戈罗霍夫上校的北方集群在拖拉机厂厂房外、“红十月”和“衔垒”工厂新村拼死抵抗，挡住了德军的继续冲击。
德军完全陷入了在斯大林格勒街道上及其临近地区所进行的残酷战斗之中。尽管他们仍在进攻，但冲击势头已不如过去那么猛了。到10月9日，在第62集团军防御正面，进攻的已不是9月底的10个师，而是8个师。因为保卢斯和他的司令部对两翼出现的情况，特别是对自己主力集团所处的战役总态势开始担心。德军大规模地调整了自己的力量，并调出一些兵团组成战役预备队，以防护自己的两翼不受攻击。
第62和第64集团军地带总的情况有所好转。斯大林格勒方面军的第57、51集团军，以及顿河方面军所属部队的防御地带的局势更加稳固。根据大本营的指示，开始在这些部队的后方集结预备队。
10月12-13日，遵照斯大林格勒方面军司令的命令，近卫步兵第37师和步兵第95师向敌发起反冲击，以粉碎希特勒匪徒准备发动的一次新的进攻。反冲击在拖拉机厂工人新村西边方向上进行。由于遇到敌人顽固抵抗，反冲击部队只是在个别地段上向前推进了一些。
尽管苏军在斯大林格勒地区的抵抗力量在不断加强，但希特勒分子仍不放弃自己的幻想，企图夺取整个城市。10月，希特勒统帅部为准备发动进攻，从预备队往斯大林格勒城调遣了大量兵力。德军在攻城部队数量上仍占极大优势。同第62集团军对峙的德军主要突击集团有90000人，火炮2300门，坦克约300辆，和过去一样，由第4航空军大约1000架飞机支援。而第62集团军有55000人，火炮1400门，坦克80辆，航空兵第8集团军有188架完好无损的飞机。德军所占的优势仍使他们有能力发起新的冲击。可以说，战争主动权仍在德军一方，德军攻占斯大林格勒，强渡伏尔加河的危险性依然存在。