在馬馬耶夫崗地區的反突擊進攻時間，被定在了9月14日的清晨六點，然而參與進攻的部隊，並不是崔可夫所說的三個師，而是務部的第10師，托化步兵第38旅，以及獨立步兵第42旅。
據事先的作戰計劃，托化步兵第38旅，在一個加強化步兵連和配屬的炮兵營的配合下，向拉茲古利亞耶夫卡東南面的村莊進攻；務部第10師以一個團的兵力向敵人實施反衝擊，目標是126．3高地，然後是144．3高地；而混團和一個坦克旅向阿難阿戈羅多克和153．7高地方向實施反衝擊。獨立步兵第42旅準備對醫院和153．7高地方向實施突擊，以便支援這次反突擊行。
但由於缺乏空中支援，而且能為反擊部隊提供炮火支援的炮兵，數量也非常有限，對德軍野戰工事的破壞程度有限，從而導致蘇軍的反擊部隊為了奪取這些工事，不得不付出巨大的代價。
保盧斯得知蘇軍在馬馬耶夫崗地區展開了反擊後，立即派出了空軍，對反擊部隊和他們所佔領的陣地實施轟炸。炮擊和轟炸，使蘇軍的反擊部隊傷亡慘重。為了避免反擊部隊遭到全軍覆滅的下場，中午時分，崔可夫下達了停止進攻，並向馬馬耶夫崗轉移的命令。
見蘇軍的進攻被擊退了，德軍趁機投了大量的步兵和坦克，朝撤退中的蘇軍展開了進攻。首先取得戰果的是哈特曼將軍的第71步兵師，他們突破了蘇軍的防之後，功地穿過了市中心，並建立了一條直接通往伏爾加河的狹窄通道。
德軍的心裡始終惦記著馬馬耶夫崗這個制高點，因此他們投的第295步兵師，在隸屬於第22裝甲師的第204裝甲團的支援下，朝馬馬耶夫崗的北崗發起了進攻。
否則北崗防的是四營和第192營，四營長布里斯基在敵人的進攻開始後，立即向索科夫報告說：“旅長同志，敵人出了一個團的步兵，在三十多輛坦克的掩護下，朝我們的陣地發起了猛攻？我們沒有反坦克武，請您派反坦克軍犬連支援我們。”
“放心吧，大尉同志。”索科夫考慮到北岸和自己這裡一樣，有著完善的坑道工事，就算德軍的攻勢再猛，想順利地佔領北崗，也不是一件容易的事。但如果讓德軍的坦克靠近了山崗，它們就能用炮火支援攻擊北崗的步兵，因此他很乾脆地回答說：“我會立即派奧夏寧上尉帶著軍犬連過去支援你們。”
索科夫之所以只派了軍犬連過去支援，一是考慮到北崗的表面陣地空間有限，擺不下太多的部隊；而是因為有一支德軍部隊穿過了舊城區，從蘇軍的手裡奪取了中央火車站，直接威脅到馬馬耶夫崗側翼的安全。
他放下電話後，過來一名參謀，讓他去通知奧夏寧率人從地道前往北崗，配合那裡的守軍消滅敵人的坦克。等做完這一切後，他回到了桌前，著西多林問道：“參謀長同志，我們派出的偵察兵還沒有回來嗎？佔領中央火車站的敵人到底是哪一部分的？”
“旅長同志，”看到索科夫一副心緒不寧的樣子，西多林連忙安他說：“是偵察連長克里斯多夫中尉親自帶隊，我相信他一定能搞到我們急需的報。”
索科夫之所以會表現得如此急躁，是因為他知道斯大林格勒最困難的時期要到來了。雖說德軍以前曾多次對馬馬耶夫崗進行過試探進攻，最後都鎩羽而歸，但這次能否守住陣地，索科夫卻是心中無底。再加上旅裡的指戰員，都親眼目睹了崔可夫所組織的反擊，是如何以失敗而告終，這樣對自己部隊的軍心士氣，都會產生不利的影響。
北坡地段的戰鬥打響了。
奧夏寧上尉派出的軍犬排，在戰場上大顯神威。由於得到了索科夫的指點，軍犬的出擊都改了單犬或雙犬出擊的方式，這樣就極大地避免四五條軍犬去炸同一輛坦克的事件發生。不到二十分鐘，就有十三輛德軍坦克被軍犬炸燬，停在開闊地上熊熊燃燒。失去了坦克掩護的步兵，剛衝到北崗的山腳下，就被四營指戰員用機槍、衝鋒槍、步槍和手榴彈打得鬼哭狼嚎，不得不暫時撤了下去。
索科夫聽說北岸那邊打得不錯，便帶著一名警衛員，沿著蔽的甬道，來到了山頂剛修好的一個觀察所，親眼觀察雙方戰的況。誰知剛進去不久，敵人的炮兵觀測員就發現了這個觀察所，立即為火炮指引了炮擊的方向。
索科夫正舉著遠鏡朝遠張，忽然聽到空中傳來了炮彈劃破空氣的尖嘯聲，片刻之後，便有一枚炮彈落在二十幾米外的一片空地炸，掀起了好大的一片泥土。
“旅長同志，”一名觀察哨的經驗比較富，知道這是德軍在試，連忙提醒索科夫：“這裡應該被敵人發現了，我們還是立即轉移吧！”
聽到觀察哨這麼說，索科夫也意識到有些不對勁，連忙放下遠鏡朝外面跑。誰知剛跑出觀察哨，就有接二連三的炮彈，落在了觀察所的附近炸。氣浪所掀起的泥土，撒了索科夫一。索科夫顧不得撣掉上的泥土，便彎著腰繼續朝附近的一個口跑去，準備過那裡重新回到自己的指揮部。
當索科夫帶著一塵土，有些狼狽地回到自己的指揮部時，卻意外地發現自己派出去偵察的克里斯多夫在這裡。他連忙一把抓住了克里斯多夫，張地問：“怎麼樣，搞清楚了嗎？佔據火車站的德軍番號是什麼？”
“都搞清楚了。”克里斯多夫點著頭說：“佔領中央火車站的是德軍第24裝甲師的一個擲彈兵營，營長是馮?海頓校，全營共有五百多人。”
“五百多人啊？”克里斯多夫所說的數字，讓索科夫到很意外。他原來以為佔領中央火車站的敵人，充其量就是一個連，誰知居然有一個營，而且還有五百多人。據德軍的戰鬥力，就算自己帶多一倍的兵力，要想從他們的手裡火車站，也不是一件容易的事。“這個訊息確實嗎？”
克里斯多夫點點頭，回答說：“為了搞清楚德軍的真實兵力，我們前後抓了四五名俘虜，經過審問，他們的口供都是一樣的。”
索科夫沒有問這些俘虜是如何置的，但心裡已經確定，如今威脅到自己側翼的德軍，就是第24裝甲車擲彈兵營。得知佔據火車站敵人的居然有五百多人，索科夫不遲疑起來，自己手裡的兵力有限，假如要強攻車站的話，能不能打下來不好說。就算打下來了，面對德軍的瘋狂反撲，也是守不住的。
西多林見索科夫沉默不語，連忙提醒他說：“旅長同志，敵人既然佔領的火車站，想必會在那裡設立堅固的防，並把那裡作為他們新的進攻出發點。您看，我們是否需要派部隊去把他們開火。”
索科夫在心裡盤算著自己手裡能用的兵力：目前堅守北崗的是四營和第192營，這兩個營是肯定不能用的。南崗雖說有三個營的建制，但一營、二營要堅守陣地，不能用；而三營在連續執行了兩次任務後，部隊減員已經達到了一半。
“旅長同志，”對於西多林提出的方案，別爾金附和道：“我覺得參謀長同志說得有道理，我們應該主出擊，把佔據車站的敵人都消滅或趕走……”
“政委同志，請等一下，”索科夫著別爾金反問道：“我想問問，你悉車站的地形嗎？知道敵人在車站裡的部署是怎麼樣的嗎？就這樣匆匆忙忙發起進攻，不是讓指戰員們去送死嗎？”
索科夫的這番話，頓時讓西多林洩了氣。按照他的想法，索科夫聽說德軍佔據了中央火車站，為了確保左翼的安全，他肯定會毫不猶豫地派部隊去把車站奪回來。
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