Наступление на Волгу и на Кавказ
28 июня началось наступление, которое немцы долго и тщательно готовили. В целях лучшего обеспечения руководства войсками группа армий «Юг» была разделена на две части. Южное крыло ее превратилось в группу армий «А» (командующий — фельдмаршал Лист), имевшую в своем составе 1-ю танковую и 17-ю полевую армии; северное крыло — в группу «Б» (командующий — фельдмаршал фон Бок, позже — генерал-полковник барон фон Вейке) в составе 4-й танковой, 6-й и 2-й полевых армий. В резерве следовали: 2 румынские армии, 1 венгерская и 1 итальянская армии, а также словацкие и хорватские части. Чтобы быть ближе к войскам, Гитлер перенес свою Ставку непосредственно в тыл ударной группировки, разместив ее в лесу близ Винницы. Сюда же переехали и штаб-квартиры Главного командования Сухопутных и Военно-воздушных сил. Это мероприятие нисколько не облегчило, а, наоборот, еще больше затруднило общее руководство войсками на всех театрах военных действий, несмотря на то, что связь работала на полную мощность и творила прямо-таки чудеса.
Обе танковые армии действовали в центре ударной группировки. Они имели задачу, используя захваченные плацдармы, форсировать Северский Донец на всем его протяжении и выйти к Дону. 6-я и 2-я полевые армии должны были перейти в наступление одновременно с танковыми войсками и достичь Дона на участке Новая Калитва — Воронеж. 17-я армия, перед фронтом которой ожидалось наиболее сильное сопротивление противника, должна была перейти в наступление несколько позже, когда на ее фронте скажутся результаты удара танковых соединений. Армии союзников должны были в ходе наступления ударной группировки обеспечить ее фланги, чтобы максимально освободить от выполнения этой задачи немецкие войска. Дальнейшие цели наступления предполагалось определить лишь после того, как будет успешно завершен прорыв обороны противника. Вначале некоторые лица высказывались за то, чтобы нанести удар сосредоточенными силами в большой излучине Дона и выйти к Волге в районе Сталинграда; Кавказом же предлагали овладеть лишь в ходе последующих операций.
Наступление развивалось точно по плану. Фронт русских был прорван, и войска начали преследование отступавшего противника. 5 июля был взят Воронеж. Попытка немцев с ходу захватить плацдарм на левом берегу Дона оказалась неудачной из-за сильного сопротивления противника в этом районе. К 10 июля войска 6-й полевой и 4-й танковой армий вышли к Дону и захватили на его левом берегу несколько небольших плацдармов. Наступавшая к югу от них 1-я танковая армия достигла района Миллерово.
Однако следует отметить, что, несмотря на большой размах операций, количество пленных и захваченных трофеев было исключительно малым. Противник изменил свою тактику: он вел теперь маневренную оборону и стремился, насколько это было возможно, не допускать окружения своих войск, умело отводя их в тыл. Упорное сопротивление противник оказал только при попытке немецких войск форсировать Дон и наступать дальше на север.
Продвижение немецких войск к Волге и Кавказу. 
Немецкое Верховное главнокомандование, к сожалению, не разобралось в новой тактике противника. Вероятно, находясь под влиянием чересчур оптимистичных докладов, которые поступали от штабов наступавших соединений, и видя, как быстро продвигаются вперед немецкие войска, оно полагало, что противник полностью деморализован и, по-видимому, не может продолжать борьбу. Гитлер опасался, что, бросив свои основные силы на Сталинград, он нанесет удар по пустому месту и будет терять зря драгоценное летнее время. Он считал, что для выполнения этой задачи хватит и гораздо меньших сил, чем предусматривалось планом, и что можно параллельно с достижением первой цели достигнуть и второй, более важной для него цели, то есть овладеть нефтяными районами Кавказа. Такая оценка обстановки была абсолютно неправильной; она привела к серьезнейшим ошибкам — к тому, что наступавшая группировка оказалась поставленной перед двумя совершенно различными целями.
Гитлер уже давно порывался расчленить операцию, но на первом ее этапе благодаря начальнику Генерального штаба дело до этого не дошло. Чтобы охарактеризовать, как Гитлер оценивал обстановку, достаточно сказать, что он не только считал возможным вести одновременно эти две операции с различными целями, но и, более того, снимал с выполнения задач участвовавшие в этих операциях соединения, чтобы использовать их в другом месте.
