Согласно директиве Тимошенко, 63-я и 38-я армии занимали рубеж реки Дон. 21-я армия была выведена в резерв фронта и переформировывала остатки соединений в четыре стрелковые дивизии. Прикрывать Сталинград с запада должны были 62-я и 64-я армии.
62-я армия в составе 33-й гвардейской, 192, 181, 147, 196 и 184-й стрелковых дивизий, 644, 645, 648, 649, 650 и 651-го отдельных танковых батальонов, 1185, 1186, 1183, 508, 652, 614, 555 и 881-го легкоартиллерийских полков РГК, четырех дивизионов бронепоездов (восемь БЕПО), четырех полков курсантских училищ занимала оборону на рубеже Малоклетский, Евстратовский, Калмыков, Слепихин, Суровкино.
64-я армия в составе 214, 29, 229 и 112-й стрелковых дивизий, 66-й и 154-й морских стрелковых бригад, 40-й и 137-й танковых бригад, четырех артиллерийских полков, двух артполков ПТО РГК, двух дивизионов бронепоездов и четырех полков курсантов должна была занять и оборонять рубеж Верхне-Осиновский, Сысойкин, Пристеновский и далее по восточному берегу р. Дон до Верхне-Курмоярской (примыкая левым флангом к Северо-Кавказскому фронту).
В резерв фронта были выделены 18-я стрелковая дивизия с 133-й танковой бригадой (четыре роты КВ) и 131-я стрелковая дивизия с 158-й танковой бригадой (четыре роты КВ). Также резервом фронта был 3-й гв. кавкорпус, располагавшийся в районе Калача.
Следующая цель – Сталинград! Справа от Гитлера командующий 6-й армией Фридрих Паулюс. Крайний справа – командующий группой армий «Б» Федор фон Бок. Вскоре он был сменен на Максимилиана фон Вейхса (стоит за спиной Паулюса).
Директива Тимошенко давала пока еще только контуры строящейся обороны на дальних подступах к Сталинграду. На момент появления директивы 64-я армия еще находилась в процессе сосредоточения. К 20 июля только 154-я морская бригада и 29-я стрелковая дивизия вышли в назначенные районы обороны.
Однако руководить обороной Сталинграда С.К. Тимошенко не довелось. 23 июля 1942 г. он был отозван в распоряжение Ставки, а его место занял В.Н. Гордов. Причины опалы очевидны: неудача Юго-Западного фронта под Харьковом в мае 1942 г., последующее отступление и, наконец, окружение под Миллерово. Истинные масштабы последней катастрофы были выявлены к 20–22 июля, и реакция Верховного на этот промах Тимошенко была предсказуемой. Решение о снятии с должности С.К. Тимошенко было, пожалуй, поспешным и преждевременным. В.Н. Гордов не обладал достаточным опытом для руководства фронтом в тяжелых условиях. Более того, он не справился с этой задачей, и впоследствии двумя фронтами (Сталинградским и Юго-Восточным) руководил А.И. Еременко. Маршал Тимошенко представляется более подходящей фигурой для руководства Сталинградским фронтом, по крайней мере, в оборонительной фазе сражения.