16 grudnia 1942 r. wojska radzieckie rozpoczęły ofensywę. Skuteczność artylerii i samolotów była niska z powodu gęstej mgły. Siły Osi stawiły silny opór, w wyniku czego ofensywa rozwijała się powoli. Kiedy mgła opadła, lotnictwo i artyleria zaczęły działać z pełną mocą. 17 grudnia rzucono do walki radziecki 4 Korpus Pancerny, w wyniku czego strefa obrony taktycznej została przełamana tego samego dnia, a wojska radzieckie przesunęły się na głębokość 20-25 kilometrów. 18 grudnia Niemcy próbowali zatrzymać postępy przeciwnika, przenosząc dodatkowe siły lotnicze, piechotę i siły pancerne. Niemniej jednak w ciągu 8 dni ofensywy wojska radzieckie przeszły 100-200 km, a 24 Korpus Pancerny Wasilija Badanowa pokonał 240 km, zdobywając wieś Tacynskaja 24 grudnia 1942 r. i niszcząc na jej obrzeżach jedno z głównych lotnisk dostarczających zaopatrzenie otoczone w Stalingradzie 6 Armii. 22 grudnia rozpoczęła się ofensywa 5 Armii Pancernej, ale nie rozwinęła się, lecz jednocześnie związała walką duże formacje wroga na północ od Tormosina. 24 grudnia włoska 8 Armia została pokonana w regionie Aleksiejewo-Łozowskoje-Wierchnieczyrskij.