Темпы наступления, несмотря на суровую зиму, были достигнуты весьма высокие - к вечеру 20 ноября ударные группировки продвинулись в глубину до 40 километров.

Особенно удачно действовал 26-й танковый корпус, который смелым броском захватил переправы через Дон. Для решения этой задачи сформировали передовой отряд в составе двух рот мотострелковой бригады, 5 танков Т-34 и бронемашины БА-64. В ночь с 21 на 22 ноября, пройдя в глубь расположения противника на машинах с включенными фарами, отряд вышел к переправе. Немцы приняли колонну за свою и пропустили ее к мосту через Дон. Внезапно перебив охрану переправы, отряд занял ее и организовал оборону. Эта дерзкая операция значительно облегчила последующие действия по овладению Калачом, а на следующий лень танковые части Юго-Западного и Сталинградского фронтов соединились, завершив окружение немецких войск под Сталинградом.

12 декабря 1942 года специально созданная ударная группировка немцев перешла в наступление южнее Сталинграда, пытаясь деблокировать окруженные войска. 14 декабря в районе Верхне-Кумский развернулись части 4-го механизированного корпуса (107 танков, до половины из них Т-34) с задачей задержать немцев и обеспечить развертывание прибывающей 2-й гвардейской армии. На следующий день корпус, поддержанный 235-й огнеметной танковой бригадой, нанес удар по наступавшей на Верхне-Кумский 6-й танковой дивизии немцев. В результате. 4-му мехкорпусу удалось остановить продвижение противника и отбросить 6-ю танковую дивизию за Аксай. В ходе боя был потерян 21 танк, из них 12 Т-34.

Прорвать оборону 4-го мехкорпуса немцам удалось только 19 декабря, после чего он отошел на рубеж реки Мышкова. К этому времени в корпусе осталось 50 танков (из них 31 Т-34), потери за пять дней боев под Верхне-Кумским составили 52 машины.

В ходе упорных боев 4-го мехкорпуса советскому командованию удалось выиграть время и развернуть на направлении немецкого наступления резервы и организовать оборону. Это позволило остановить, а затем и отбросить немецкую группировку, шедшую на помощь окруженной под Сталинградом 6-й армии Паулюса, которая капитулировала 2 февраля 1943 года.