Войска ударной группировки 6-й немецкой армии пересекли все междуречье и к 16 часам 23 августа вырвались к Волге близ северной окраины Сталинграда, в районе поселков Латошинка, Акатовка, Рынок. Вслед за 16-й танковой дивизией корпуса фон Виттерсгейма к Волге вышли и моторизованные войска врага.
Стремясь усилить удар и вызвать панику среди жителей города, противник во второй половине, дня 23 августа провел первый массированный налет на Сталинград авиацией 4-го воздушного флота. Начав бомбардировку города в 16 час. 18 мин. по московскому времени, вражеские самолеты - несколько сот - произвели в этот день свыше 2 тыс. самолето-вылетов. Немецкие бомбардировщики летали эшелон за эшелоном, сбрасывая тысячи фугасных и зажигательных бомб. Столбы дыма, пыли и огня поднялись над городом. Пламя, раздуваемое сильным ветром, охватывало дома, перебрасываясь с улицы на улицу.
Самолеты противника ожесточенными бомбардировками беспощадно разрушали жилые здания, школы, больницы, музеи, театры, пытаясь смести с лица земли Сталинград, На берегу Волги чернели пробитые осколками бомб нефтехранилища, и пылающая нефть разливалась по реке. Горели пристани, на сталинградском рейде огонь уничтожал пароходы. В этот день городу были причинены значительные разрушения. В огне пожаров и под обломками зданий погибли сотни мирных жителей. Однако противник ошибся, рассчитывая вызвать панику среди защитников Сталинграда. Орудия зенитной артиллерии вели огонь по вражеским самолетам. Смело отражали воздушное нападение 105 советских истребителей, ведя воздушные бои. За один только день 23 августа в воздушных боях и зенитной артиллерией было сбито в районе Сталинграда 120 фашистских бомбардировщиков. Гражданское население вело самоотверженную борьбу с пожарами. Налёты вражеской авиации на город повторялись и в последующие дни непрестанно. Сталинград стал фронтом.
Прорыв немецких войск к Волге северо-западнее Сталинграда создал непосредственную угрозу захвата ими города. Военная обстановка еще более осложнялась тем, что соединения и части 62-й армии, прикрывавшие северные окраины Сталинграда, продолжали в нескольких десятках километров от города вести бои на левом берегу Дона. Они должны были в трудных боевых условиях перегруппироваться и занять новью оборонительные рубежи.
Подходившие к Сталинграду с севера и северо-запада железнодорожные линии были перерезаны противником. Нарушен был и водный путь по Волге. Таким образом, еще более осложнилось положение с коммуникациями, по которым шло снабжение фронтов и города всем необходимым для организации обороны.
Возникшее положение, несомненно, было критическим для защитников Сталинграда, но никто из них не помышлял о сдаче города врагу. 23 августа, когда немецкие войска прорвали оборону внешнего обвода и, совершив 60-километровый бросок, оказались у северных окраин города, в Сталинграде была получена директива Ставки Верховного Главнокомандования, которая предлагала имеющимися силами ликвидировать прорвавшуюся группировку противника. Заканчивалась она словами: «Самое главное - не поддаваться панике, не бояться нахального врага и сохранить уверенность в нашем успехе».
Руководители обороны принимали все необходимые меры, чтобы сорвать дальнейшее продвижение фашистских войск.
Маршал Советского Союза А.М. Василевский рассказывал:
«Утро незабываемого трагического 23 августа застало меня в войсках 62-й армии. В этот день фашистским войскам удалось своими танковыми частями выйти к Волге и отрезать 62-ю армию от основных сил Сталинградского фронта. Одновременно с прорывом нашей обороны противник предпринял 23 и 24 августа ожесточеннейшую массовую бомбардировку города, для которой были привлечены почти все силы его 4-го воздушного флота. Город превратился в развалины. Телефонная и телеграфная связь нарушилась, и мне в течение 23 августа пришлось дважды вести короткие переговоры с Верховным Главнокомандующим открыто по радио. Подробный же доклад ему об обстановке и о наших просьбах я мог сделать поздно ночью на 24 августа, после того как телефонная связь ВЧ через Волгу была восстановлена». А. М. Василевский доложил при этом, что Сталинград останется в наших руках, что командование фронта, Городской комитет обороны, В.А. Малышев и он сам не только находятся в центре города, но и продолжают принимать все меры к тому, чтобы отстоять его от врага. Представитель Ставки сообщил, что требуется для выполнения этой задачи.