在西侧，拥有32辆坦克的德国第3摩托化师（第14装甲军）守卫着包围圈最西端的马里诺夫卡突出部。如果德军要解围，这是最近的地点。苏联第21集团军投入几十辆坦克和2个步兵营攻击马里诺夫卡。两军爆发了一次小规模坦克战。德军宣称击毁12辆苏联坦克，自身损失4辆。
12月3日，战斗焦点在斯大林格勒城区的马马耶夫岗。苏军自10时展开攻击，第284师（1500人）冲击了德第295师，*伤杀**78名德军官兵；苏第92旅（259人）攻击了德第100歼击师，*伤杀**63名德军官兵。可是在德军猛烈的炮火阻击和连级规模反击下，苏军仅仅推进10——150米。崔可夫手下的单位实力太弱，也只能取得这么有限的战果。
12月4—5日，苏军的攻势有所加强。特别是第65集团军集中了第252、24、304步兵师和近卫第27师，在约100辆坦克支援下，全力猛攻西侧的德国第44师（5500名作战人员。装备12门重反坦克炮和5门中反坦克炮）。这次攻击取得较大突破。苏军攻克了4个山地支撑点，插入德军防线约4公里，缴获了30门反坦克炮，俘虏200余人。
第44师被突破，意味着整个包围圈西部防线可能崩溃。军情紧急。保卢斯不敢怠慢，立刻投入大量援军。德军首先以第16装甲师战斗群（25辆坦克）和第177强击火炮营（9辆）展开反击。保卢斯又下令出动第14装甲师的15辆坦克和第384师主力。投入战斗的还有第244强击火炮营（13辆）、1个高炮连（3门88炮和17门20炮）和1个高炮营（20炮若干）以及第851重炮营、第855迫击炮营、第53火箭炮团第3营、一些装甲步兵、2个建筑营等。