К середине ноября продвижение немецких войск на территории города было остановлено. 6-я армия Ф. Паулюса окончательно утратила инициативу и была вынуждена перейти к обороне.
Военное искусство Еременко вновь ярко проявилось при подготовке войск фронта к ноябрьскому контрнаступлению. Надо иметь в виду, что Донской и Юго-Западный фронты находились в более выгодном положении, чем Сталинградский, которому одновременно приходилось отражать постоянные атаки немцев в сражающемся городе. Как и всегда, Еременко постоянно выезжал в районы, из которых по плану предполагалось нанесение главных ударов, чтобы лично оценить обстановку. Фронтом была успешно проведена оперативная маскировка, все переброски войск проводились исключительно ночью, любые передвижения прикрывались авиацией и зенитными частями. Для дезориентации противника все дивизионные радиостанции до конца сосредоточения дивизий в новых районах оставались на прежних местах и продолжали работать. Категорически была запрещена любая переписка, связанная с подготовкой контрнаступления, все распоряжения передавались только устно и лишь непосредственно исполнителям.
В южной части Сталинграда, в поселке Татьянка, 10 ноября на командном пункте 57-й армии (командующий генерал-майор Ф. И. Толбухин) состоялось совещание, на котором присутствовал заместитель Верховного главнокомандующего Г. К. Жуков. На этом совещании был отработан и утвержден план взаимодействия фронтов. Предстоящая операция получила название «Уран». Ее план предусматривал окружение группировки врага, сражавшейся в Сталинграде, силами трех фронтов: с севера предстояло наступать войскам Донского и вновь созданного Юго-Западного фронтов. Глубина их операции намечалась в 120 километров. С юга удар наносил Сталинградский фронт, соединения которого до встречи с войсками, идущими с севера, должны были пройти около 100 километров. На всю операцию по окружению отводилось трое-четверо суток. Войскам Сталинградского фронта предписывалось перейти в наступление 20 ноября. В соответствии с планом Ставки его ударным группировкам предстояло нанести два удара: на правом фланге силами 57-й и 64-й армий и на левом фланге – 51-й армии.
Рано утром 20 ноября над позициями навис туман. В районе дефиле Сарпинских озер, в зарослях камыша стояли замаскированные, готовые к бою советские стрелковые и бронетанковые части. Впереди по линии Красноармейск – Тундутово поднималась гряда небольших высот, по гребню которых проходил передний край обороны противника. В 8.00 должна была начаться артиллерийская подготовка, но туман еще более сгустился, начал падать снег.