Atak zaplanowano na 19 listopada 1942. Do jego wykonania przeznaczono 1000 czołgów i milion żołnierzy, którzy mieli przeprowadzić dwa uderzenia, od północy i od południa. Zgodnie z przewidywaniami wojska rumuńskie nie wytrzymały uderzenia. Front został przerwany na obu kierunkach, a zarówno 3 jak i 4 Armia rumuńska zostały rozbite. Do niewoli radzieckiej 21 listopada dostało się 27 000 żołnierzy. Kolumny wojsk pancernych parły do przodu aby zamknąć pierścień okrążenia. Kluczowe dla pomyślnego rozwoju operacji było uchwycenie mostu na rzece Don w miejscowości Kałacz. To zadanie wykonał płk Filippow przez zaskoczenie. Dowodząc oddziałem czołgów, z włączonymi światłami wjechał na most i zaskakując niemieckich żołnierzy opanował go. Do zamknięcia kleszczy doszło 23 listopada we wsi Sowietskij, leżącej obok Kałacza. Dokonali tego żołnierze z 4 Korpusu Pancernego i 4 Korpusu Zmechanizowanego.
Drogę oddziałów Armii Czerwonej uczestniczących w atakach znaczyły trupy żołnierzy i koni oraz porzucony sprzęt wojskowy. Resztki wojsk rumuńskich znalazły się w kotle, i do kapitulacji wojsk niemieckich w Stalingradzie utraciły 150 000 żołnierzy. Liczba ta obejmuje zabitych, rannych i zaginionych.