Соединения 24-й армии генерал-лейтенанта И.К. Смирнова, выдвигавшиеся из резерва Южного фронта в район Миллерово, были вынуждены с ходу вступить в бой с частями ХХХХ и III танковых корпусов, образовывавших внешний фронт окружения в районе Миллерово. Ударами танковых дивизий 24-я армия была отброшена на юг и юго-восток. В этой обстановке Ставка ВГК приказала командующему Южным фронтом Р.Я. Малиновскому отвести войска фронта за р. Дон в его нижнем течении. Поскольку теперь разворачивавшийся фронтом не на запад, а на север Южный фронт попадал в область ответственности С.М. Буденного, оборону предписывалось организовать во взаимодействии с 51-й армией Северо-Кавказского фронта. Р.Я. Малиновскому предписывалось организовать прочную оборону по южному берегу р. Дон от Верхне-Курмоярской до Батайска и далее по оборонительному рубежу, подготовленному на северных подступах к Ростову. Отход Южного фронта за Дон начался в ночь на 16 июля на участке Раздорская, Ростов.
Пока Южный фронт пытался спасти хотя бы часть войск оторвавшегося левого крыла Юго-Западного фронта, последний был 12 июня переименован в Сталинградский фронт. В состав фронта вошли 21-я армия из старого состава Юго-Западного фронта, а также 63-я (бывшая 5-я резервная армия), 62-я (бывшая 7-я резервная) и 64-я (бывшая 1-я резервная) армии. Это было общим правилом — при попадании в первую линию резервная армия получала соответствующий номер из числа не занятых существующими реально или уже виртуально армий. В состав 62-й армии на тот момент входили 33-я гвардейская, 192, 147, 184, 196-я и 181-я стрелковые дивизии. В состав 63-й — 14-я гвардейская, 1, 153, 127-я и 203-я стрелковые дивизии. В состав 64-й — 131, 229, 29, 18, 214-я и 112-я стрелковые дивизии. Командование переименованного фронта осталось прежним, то есть командующий — маршал С.К. Тимошенко, член Военного совета — Н.С. Хрущев, а начальник штаба — генерал-лейтенант П.И. Бодин. 17 июня в состав Сталинградского фронта директивой Ставки ВГК № 170513 также включались армии, от которых остались одни штабы — 28, 57-я и 38-я.
Последовавшие одна за другой неудачи под Харьковом и отход к Сталинграду с потерей дивизий в Миллерово переполнили чашу терпения Верховного Командующего. Директивой Ставки ВГК С.К. Тимошенко был отстранен от командования Сталинградским фронтом, и на его место был назначен генерал-лейтенант В.Н. Гордов, командовавший до этого 21-й армией. С.К. Тимошенко дадут возможность реабилитироваться на Северо-Западном фронте осенью 1942 г. — зимой 1943 г. в срезании Демянской группировки и проведении операции «Полярная звезда». Но реабилитироваться Семену Константиновичу так и не удастся.
В середине июля 1942 г. Сталинградский фронт получил кратковременную передышку, вызваную замедлением наступления 6-й армии Ф.Паулюса. После того как ХХХХ танковый корпус был изъят из состава армии и передан Г. Готу, армия Паулюса существенно потеряла свою пробивную силу. Основные свои усилия в лице танковых армий Э. фон Клейста и Г. Гота немецкое командование сосредоточило на разгроме отошедших за Дон армий Южного фронта. В дальней перспективе ничего хорошего для Сталинградского фронта это не сулило — разгромив отошедшие за Дон части, две немецкие танковые армии могли развернуться и нанести сокрушительный удар в направлении Сталинграда.
Следует отметить, что в этот период в составе Южного фронта отсутствовали вовсе самостоятельные танковые соединения. 24-й танковый корпус В.М. Баданова, формировавшийся весной 1942 г. в полосе Южного фронта, убыл под Воронеж и там остался на длительное время. Поэтому командование Южного фронта располагало только частями и соединениями поддержки пехоты. Их качественный состав показан в таблице.
Напротив, немецким командованием на этом направлении были собраны почти все танковые соединения, выделенные для проведения летнего наступления, включая рокированные к Ростову 16-ю моторизованную дивизию и моторизованную дивизию «Великая Германия».
Командование Южного фронта, поручив оборону Ростовского укрепленного района 56-й армии генерал-майора Д.Н. Никишева, остальные силы фронта отводило за р. Дон. При этом 37-й армии генерал-майора П.М. Козлова было приказано развернуться для обороны южного берега реки от Константиновской до устья р. Маныч, что сокращало участок обороны 51-й армии. 12-я армия генерал-майора А.А. Гречко отводилась в район южнее Манычской, а 18-я армия генерал-лейтенанта Ф.В. Камкова — в район Хомутовской и Кагальницкой. Во фронтовой резерв в район Батайска командующий фронтом приказал сосредоточить одну стрелковую дивизию и две стрелковые бригады из 56-й армии.