9月14日，德军攻入城内，两军开始了漫长而残酷的巷战。双方争夺的焦点是马马耶夫岗和第一火车站。苏军第13近卫步兵师从伏尔加河东岸渡河来援，在师长罗季姆采夫少将的指挥下坚守马马耶夫岗，与德军往返拉锯。不管德军如何疯狂进攻，苏军始终屹立在伏尔加河西岸。东岸则不断把援兵和物资运到西岸。双方陷入夜以继日的苦战，斯大林格勒一片尸山血河，成为人间地狱。
德军飞机和火炮击毁了市内大量的建筑，但是这些瓦砾堆却造成了更加复杂的地形。在这样的地形中，德军野战机动的长处完全得不到发挥，承受了巨大的损失，在9、10月间，平均每天伤亡3000人。而苏军则充分发扬了近战中勇猛灵活的长处，他们分成小组，从窗口、墙角、下水道发动攻击。城市废墟是狙击手的最佳战场。苏军中一名年轻的狙击手瓦西里·扎伊采夫脱颖而出。他的故事后来被拍成电影《兵临城下》，为我国观众所熟悉。
