Помимо того, распоряжением командующего фронтом 738-й истребительно-противотанковый артиллерийский полк был снят с фронта 57-й армии (где шли в это время ожесточенные бои с противником, наступавшим с юга) и переброшен к утру 24 августа в район северной окраины Сталинграда.
Кроме этого полка, в ночь на 24 августа Сталинградским артиллерийским учебным центром из имевшихся в наличии матчасти и личного состава были срочно сформированы 1186, 416-й и 648-й истребительно-противотанковые артполки и к утру развернуты на огневых позициях в том же районе. Туда же днем 24 августа прибыл из учебного центра еще один дивизион (6 122-мм пушек) формируемого 457-го пушечного артполка.
В результате этих мероприятий отряды народного ополчения, истребительные батальоны, полк 10-й дивизии НКВД и 124-я стрелковая бригада, оборонявшиеся на фронте 4 км, обеспечивались довольно сильной группировкой артиллерии, в которой насчитывалось 156 орудий, что составляло 39 орудий на 1 км фронта.
29 августа после энергичной артиллерийской и авиационной подготовки немцы вновь перешли в наступление, нанося главный удар в направлении Зеты, Гавриловки. Не встретив большого сопротивления, эта группировка войск в середине дня овладела Зетами, а к исходу дня вышла на рубеж Тундутово, Нариман. Создавалась угроза тылам 64-й и 62-й армий. Поэтому, а также с целью сокращения линии фронта (что при ограниченных силах и средствах имело большое значение) командование Юго-Восточного фронта в ночь на 31 августа было вынуждено все соединения 62-й и 64-й армий отвести на средний сталинградский обвод.
Одновременно с этим войска 64-й армии, не успев прочно обосноваться на среднем обводе, вынуждены были отбивать новый удар сильной группировки противника на участке Нариман, Ракотино. Немцам удалось прорвать еще не организованную оборону армии и занять к исходу 1 сентября Басаргино, что вновь создавало угрозу тылам 62-й и 64-й армий. Поэтому обе армии по приказу командования фронта вынуждены были отойти на внутренний обвод сталинградских позиций.
С этого момента германское командование сосредоточило основные силы своих войск против 62-й армии, оборонявшей непосредственные подступы к городу. Возникла угроза захвата Сталинграда.
12 сентября оборона Сталинграда была возложена на 62-ю армию.
Как и при обороне Одессы и Севастополя, оборона Сталинграда делилась на секторы. Сектор охватывал территорию обороны города в несколько кварталов. Каждый сектор делился, кроме того, на участки, в которые входило несколько улиц (две-три). Сектор обороняли войска, находившиеся под единым командованием (также и участки сектора). При этом управление артиллерией сектора возглавлялось обычно командующим артиллерией одной из стрелковых дивизий, командир которой являлся комендантом данного сектора, а управление артиллерией участка – командующим артиллерией дивизии (бригады) или командиром артиллерийской группы поддержки того или иного стрелкового полка. Дивизионную артиллерию стрелковым подразделениям не придавали. Дивизионы артиллерийского полка стрелковой дивизии обращались на сформирование групп поддержки пехоты в каждом стрелковом полку дивизии. В группы поддержки пехоты нередко включались дополнительно и полковые батареи 120-мм минометов. До 14 сентября в 62-й армии действовала армейская группа артиллерии дальнего действия (АДД) в составе четырех пушечных, одного гаубичного и четырех гвардейских минометных полков полевой реактивной артиллерии. Командиром группы являлся командующий артиллерией армии. Для удобства управления группа делилась на две подгруппы: северную (командир подгруппы – командующий артиллерией армии) в составе 266, 1103-го и 1-го дивизионов 457-го пушечного артполка, 47-го и 89-го гвардейских минометных полков полевой реактивной артиллерии и южную (командир подгруппы – заместитель командующего артиллерией армии) в составе 1105-го пушечного, 85-го гвардейского гаубичного, 83-го и 91-го гвардейских минометных полков полевой реактивной артиллерии.
Решением Военного совета Юго-Восточного фронта от 14 сентября 1942 г. была создана фронтовая артиллерийская группа. Для ее формирования были использованы пушечные, гаубичные и минометные полки РВГК, приданные ранее 62-й и 64-й армиям. Фронтовая артиллерийская группа была разделена на четыре подгруппы: северную для поддержки 62-й армии (266, 457, 1103-й и 1105-й артиллерийские полки, 3-й дивизион 85-го гвардейского гаубичного артиллерийского полка и 125-й минометный полк – всего 86 орудий и минометов); южную для поддержки 64-й армии, а в необходимых случаях и для поддержки 62-й армии (1111, 1104, 1159-й пушечные артполки и 140-й минометный полк – всего 64 орудия и миномета); Волжской военной флотилии (16 орудий); зенитной артиллерии (84 85-мм пушки).
Всего во фронтовой группе имелось: 76-мм пушек – 6; 120-мм минометов – 72, 122-мм пушек и гаубиц – 33 и 152-мм гаубиц-пушек – 45 (150 орудий и минометов).
Командиром фронтовой группы был назначен заместитель командующего артиллерией фронта генерал-майор артиллерии Дмитриев, который имел телефонную и радиосвязь с командирами подгрупп, а также с командующими артиллерией 62-й и 64-й армий. Командиры северной и южной подгрупп (командиры 266-го и 1111-го пушечных артполков) были связаны с командующими артиллерией армий, которые они поддерживали.
Чтобы вывести наши орудия среднего калибра из зон действия огня вражеских минометов, танков и пехотных орудий, а также избежать потери матчасти при дальнейшем отступлении, огневые позиции частей фронтовой артиллерийской группы находились на левом берегу Волги, а большая часть наблюдательных пунктов батарей, дивизионов, полков и подгрупп была размещена на правом берегу. Соответственно основным видом связи в управлении огнем группы являлось радио.
С прибытием в первой половине октября в состав Юго-Восточного фронта еще нескольких тяжелых пушечных и гаубичных полков командование фронта выделило артиллерийские средства для сформирования и возобновления деятельности армейских артиллерийских групп дальнего действия 62-й и 64-й армий.
В состав фронтовой группы с 12 октября входили: 70-й гвардейский пушечный, 1083-й и 123-й пушечные артиллерийские полки, 5-й гаубичный артполк большой мощности, всего 66 орудий. Деление ее на подгруппы с этого времени не производилось, использовалась она преимущественно в полосе обороны 62-й армии.
Артиллерия Волжской военной флотилии была придана 64-й армии и использовалась в составе ее армейской артиллерийской группы. Подгруппа зенитной артиллерии с этого времени стала выполнять свои прямые задачи, составляя фронтовую зенитную группу.
Армейская группа 62-й армии вновь была сформирована из возвращенных армии 1103, 1105, 457-го и 266-го пушечных артполков. Кроме того, в состав этой группы дополнительно были включены гвардейские минометные полки полевой реактивной артиллерии, имевшиеся в 62-й армии. До этого (с 14 сентября по 11 октября) гвардейские минометные полки были объединены в армейскую группу гвардейских минометных частей полевой реактивной артиллерии.
К системе артиллерийского огня при обороне Сталинграда предъявлялись такие же требования, как и при обороне в полевых условиях. Однако различные элементы этой системы принимали в обороне города иное значение, чем в обычных условиях. Например, в городе много крупных каменных зданий, которые использовались для организации опорных пунктов и для исходного положения во время контратак. Такое расположение каменных зданий в городе вынуждало оборонявшихся привлекать для поражения изготовившегося к атаке противника более мощные орудия, чем в обычных условиях. Атакующие группы пехоты и танков противника, опираясь на отдельные крупные каменные здания, не представляли собой, как в поле, сплошной линии, занимающей довольно широкий фронт. В таких случаях для отражения атак неподвижный заградительный огонь обычно заменяли сосредоточенным огнем. Изменялся порядок выбора участков и метод организации подвижного заградительного огня против танков, поскольку атаки танков проходили главным образом вдоль улиц и небольшими группами.