Положение осложнялось тем, что противник заранее подготовил этот город к обороне. На северной окраине немцы сконцентрировали до 30 противотанковых орудий,  заминировали проходы и выставили против советских войск 30 танков и до батальона пехоты.

7-й танковый корпус атаковал немцев в лоб силами 62-й и 3-й гвардейской танковых бригад. 87-я танковая и 7-я мотострелковая бригады обошли врага с запада и перерезали все дороги, идущие из Котельниково и захватили аэродром противника. В 18.00 части корпуса ворвались на северную и западную окраины города и завязали ожесточенные уличные бои с яростно сопротивлявшимся врагом. Освободили город и железнодорожную станцию Котельниково от немцев к утру 29 декабря 1942 года.

28 декабря 3-й гвардейский механизированный корпус овладел селениями Заветное, Кичкино. К исходу 28 декабря 1942 года количество пленных только на южном направлении достигло 3.500 человек.

Командующие Донским фронтом К.К. Рокоссовский и Сталинградским фронтом А.И. Еременко 28 декабря 1942 года обратились к солдатам и офицерам гитлеровской армии, окруженным в районе Сталинграда. В листовке они предлагают прекратить бессмысленное сопротивление и капитулировать.