За две недели до подписания Гитлером приказа о переходе вермахта к обороне план контрнаступательной операции под Сталинградом в общих чертах был готов. Василевский потом писал: «Эта работа была завершена в конце сентября. Тогда же, в сентябре, основные положения плана наступательной операции, получившей наименование «Уран», были одобрены Ставкой Верховного Главнокомандования и ГКО. Выполнение плана было решено возложить на войска вновь создаваемого Юго-Западного фронта (командующий Н.Ф. Ватутин, член Военного совета А.С. Желтов и начальник штаба Г.Д. Стельмах, впоследствии С.П. Иванов), Донского фронта, бывшего Сталинградского (командующий К.К. Рокоссовский, член Военного совета К.Ф. Телегин, начальник штаба М.С. Малинин), и Сталинградского фронта, бывшего Юго-Восточного (командующий А.И. Еременко, член Военного совета Н.С. Хрущев, начальник штаба И.С. Вареников). Фронты непосредственно подчинялись Ставке. В целях сохранения военной тайны официальное оформление решения о создании Юго-Западного фронта было отнесено на конец октября. Юго-Западному фронту предусматривалось передать из Донского фронта 63-ю и 21-ю армии и дополнительно 5-ю танковую армию. Исходным рубежом для его наступления намечался участок фронта по Дону от Верхнего Момона до Клетской с главной группировкой на плацдарме юго-западнее Серафимовича. После образования этого фронта за войсками Донского фронта должен был остаться участок от Клетской до Ерзовки, то есть почти до самой Волги, с плацдармами на западном берегу Дона возле Ново-Григорьевской и Сиротинской. Сталинградский фронт обязывался главный удар нанести из дефиле между озерами Цаца и Баскунчак. Решающая роль в операции отводилась танковым и механизированным войскам. В связи с этим предусматривалось и считалось возможным передать из резерва Ставки в район Сталинграда к началу операции 4 танковых и 2 механизированных корпуса, доведя общее количество танков во фронтах сталинградского направления до 900. Решено было также значительно усилить эти фронты артиллерией и авиацией».
Всего этого в полном объеме Ватутин еще не знал, но будущую задачу фронта понял мгновенно.
— Вот такие дела, Николай Федорович, — улыбнулся Василевский после того, как в общих чертах рассказал Ватутину замысел Ставки. — Можешь на практике претворять свои наступательные идеи. Что они у тебя есть, в Генштабе знают, по-моему, все. Сегодня 24 октября, завтра будет подписано решение о создании Юго-Западного фронта. Тебе надлежит принять войска, сформировать управление фронта и приступить к подготовке предложений по использованию своих войск в операции «Уран». Рад?
— Не то слово, Александр Михайлович. Начинаю работать сейчас же. — Ватутин радостно потер руки и вдруг на какую-то минуту задумался. — Неужели немцы не понимают всей сложности своего положения? — сказал он наконец. — Неужели не догадываются?
— Думаю, что кое-что понимают, но, судя по данным разведки, контрнаступления не ждут.
— Должны догадываться, но не считают нас способными провести такую операцию. Не по Сеньке-де шапка.
— Согласен с тобой, но режим секретности должен оставаться самым строгим. К подготовке предложений привлекать минимум людей. Об этом Верховный предупреждал особо. В секретности большая доля будущего успеха.
Генералы не ошибались. В конце сентября немецкое командование предприняло ряд мер для укрепления флангов ударной группировки, не надеясь на стойкость своих союзников. Так, для того чтобы заставить румын сражаться лучше, предполагалось создать новую группу армий «Дон» под командованием самого Антонеску, был даже создан штаб этой группы, но дальше дело не продвинулось. Начали немцы подумывать и о выводе части войск, особенно 14-го танкового корпуса, из Сталинграда. Это могло бы повысить маневренность всей группировки и, как считали гитлеровские стратеги, свести на нет все усилия русских. Пока же бои в городе продолжались с большим упорством. По окончании войны один из главных руководителей вермахта фельдмаршал Кейтель признавал: «Сталинград был настолько соблазнительной целью, что казалось невозможным отказаться от него». И немцы остались в городе. Самоуверенное упование на превосходство немецкой военной мысли еще сохранялось у большинства гитлеровских стратегов.