Вторую мировую войну часто называют "войной моторов", однако более традиционные средства борьбы и, прежде всего артиллерия, сохраняли свое значение, оставаясь "Богом войны". Быстрое израсходование боеприпасов стало одной из причин постепенного затухания советского зимнего контрнаступления зимы 1941-42 гг. Также в середине 1942 г. возникла еще одна проблема сугубо артиллерийского свойства. Если в 1941 г. советские новые танки, прежде всего тяжелые танки КВ, были для немцев "крепким орешком", требовавшим серьезных усилий для вывода из строя, к лету 1942 г. ситуация изменилась. На вооружение вермахта поступили новые 75-мм противотанковые орудия и кумулятивные боеприпасы. Это резко повысило возможности немецких частей противостоять советским танковым атакам. Так, в июле 1942 г. из 1134 танков, участвовавших в боях на Воронежском фронте, по данным Главного автобронетанкового управления КА, было потеряно 790 машин.
Именно в такой обстановке начиналась Сталинградская битва. Нацеленная на Сталинград немецкая 6-я армия получала эшелоны с новыми противотанковыми пушками, ей передавались дивизионы тяжелых орудий. В составе армии Паулюса к началу боев в большой излучине Дона насчитывалось около 300 танков, но она обладала большим количеством тяжелых орудий - около 250 стволов калибром 150-мм и 210-мм.
Обескровленный отступлением Юго-Западный фронт мог противопоставить немецкой артиллерийской мощи всего несколько десятков тяжелых орудий. Наиболее реалистичным советским ответом на наступление противника на тот момент являлись танковые контрудары. Весь выпуск "тридцатьчетверок" на Сталинградском тракторном заводе (СТЗ) шел прямо в войска, в восстанавливаемые бригады. На июль 1942 г. пришелся пик производства танков Т-34 на СТЗ - завод сдал Красной Армии 421 "тридцатьчетверку". Всего же в большой излучине Дона в июле и начале августа 1942 г. советским командованием было задействовано свыше 1 000 танков.
Однако массированные контратаки стянутых под Сталинград танковых бригад не имели уже того эффекта, на которое рассчитывало советское командование. Сценарий боев был примерно одинаковым: огонь артиллерии останавливал и заставлял залегать пехотинцев, а прорвавшиеся танки встречал шквал кумулятивных снарядов немцев. В отчете командира 158-й танковой бригады указывалось: "Противник имеет новую противотанковую пушку порядка 57 мм калибра, которая с больших дистанций (1200 метров) легко пробивает броню КВ, а снаряд ее воспламеняет машину". Речь идет о кумулятивных боеприпасах к 75-мм танковым и противотанковым пушкам, упомянутым выше. 57 мм получилось за счет измерения диаметра пробоины от кумулятивной струи. Командир LI армейского корпуса 6-й армии генерал артиллерии фон Зейдлиц позднее писал, что издалека подбитые на подступах к Калачу советские танки выглядели, как огромное стадо слонов.
Тем не менее, советские танковые контрудары позволили избежать немедленного сползания ситуации к катастрофе. Бои в излучине Дона затянулись и вынудили немецкое командование развернуть на Сталинград 4-ю танковую армию Г. Гота. Ее части также были встречены танковыми контратаками под Абгенерово и на какое-то время остановлены. Однако проблемой являлся ограниченный эффект от танковых контрударов. Высокие темпы потерь снижали боеспособность танковых бригад, а последующее немецкое продвижение приводило к потере ремонтного фонда танков, утрате поврежденных и подлежащих восстановлению машин.
Особенно острой стала проблема в сентябре 1942 г., когда немецкие войска вышли к Сталинграду, и простор для маневра был сильно сужен. Попытки главных сил Сталинградского фронта пробиться на выручку защитникам города с севера успеха не имели. Г. К. Жуков в своих воспоминаниях предельно точно определил причины неудач наступлений к северу от Сталинграда (помимо общих для Красной Армии 1942 г. проблем): "Заняв ряд командных высот, он [противник] имеет дальнее артиллерийское наблюдение и может во всех направлениях маневрировать огнем. Кроме того, у противника есть возможность вести дальний артиллерийский огонь и из района Кузьмичи-Акатовка-совхоз "Опытное поле". При этих условиях 24, 1-я гвардейская и 66-я армии Сталинградского фронта прорвать фронт обороны противника не могут". Вводимые же в бой танки быстро выбивались. Так, из 340 танков, участвовавших в контрударе Сталинградского фронта 18-19 сентября 1942 г., к 20-21 сентября осталось 183 боеготовых танка с учетом пополнения.
Сталинградский фронт попросту проигрывал артиллерийскую дуэль с противником, оказался не в состоянии подавить вражеские тяжелые батареи. Так, за сентябрь 1942 г. 6-я армия Ф. Паулюса израсходовала 88 тыс. выстрелов к 150-мм полевым гаубицам всех типов (не учтены только 150-мм тяжелые пехотные орудия в полковом звене) и 10 тыс. выстрелов к тяжелой 210-мм гаубице. Соответственно 4-я танковая, 1-я гвардейская, 21, 24 и 66-я армии Сталинградского фронта ответили на этот шквал огня 21 тыс. выстрелов к 152-мм пушке-гаубице. Снаряды большего калибра (203-мм и выше) фронт в этот период не расходовал вовсе. Даже с учетом значительного расхода боеприпасов немцами на штурм собственно Сталинграда картина удручающая. Фраза на памятнике на Мамаевом кургане "Железный ветер бил им в лицо", если и является аллегорией и художественным образом, то достаточно близким к реальности.
Разумеется, в реальном сентябре 1942 г. советские военачальники не имели столь развернутой статистики с обеих сторон, но превосходство противника в артиллерии и снизившийся эффект от действий своих танков были очевидны. Все это заставляло искать "иное решение". Это словосочетание сознательно взято в кавычки: именно так обозначил его в своих мемуарах Г. К. Жуков. В разговоре в кабинете И. В. Сталина оно противопоставлялось позиционным боям к северу от города.
Собственно, в упрощенном виде "иное решение" можно было сформулировать так: как в условиях артиллерийского превосходства противника и усиления его противотанковых средств нанести ему сокрушительный удар? Нужен был некий асимметричный ответ, не предусматривающий обязательного выигрыша артиллерийской дуэли с противником. Чем наносить удар было понятно - танками. Собрать сильную танковую группировку было для СССР посильной задачей. Главной проблемой являлось ее использование таким образом, чтобы не натолкнуться на смертоносный рой кумулятивных снарядов.
Трудности в поисках правильного решения демонстрирует эволюция плана советского контрнаступления. Каноническая версия гласит, что план операции "Уран" появился уже 12 сентября 1942 г. Скоро договорятся до того, что черновик плана был готов в момент переименования Юго-Западного фронта в Сталинградский в июле 1942 г. Советские мемуаристы писали свои воспоминания в ситуации, когда проверить многие их утверждения по документам не представлялось возможным. Сегодня ситуация совсем другая. Недавно введенный в оборот документ, журнал посещений Сталина, ставит под сомнение каноническую версию. 12 сентября 1942 г. ни Жуков, ни Василевский в Кремле не были, и разговор о "ином решении", т.е. "Уране", состояться не мог. Разговор в Кремле о ситуации под Сталинградом, который Жуков в своих мемуарах датирует 12 сентября, на самом деле происходил, скорее всего, в период с 27 по 29 сентября 1942 г. Согласно журналу посещений Сталина, в эти дни Георгий Константинович бывал в Кремле каждый день по нескольку часов. Действительно, после неудачи с наступлением Сталинградского фронта 18 сентября были очевидные причины искать альтернативные решения. До этого более логичным представляется вариант "прорвемся к Сталинграду, если хорошо подготовимся". Но, несмотря на то, что наступление 18 сентября было подготовлено намного лучше предшествующих контрударов, оно успеха не принесло.
Наиболее убедительной представляется версия о постепенной эволюции планов советского командования. Предлагавшиеся в начале октября варианты наступления на восточном берегу Дона были отброшены. Предложенный А. И. Еременко кавалерийский рейд по западному берегу Дона с плацдарма у Клетской также был отброшен как нежизнеспособный. Главная ударная группировка была смещена вверх по Дону, выше Клетской. Был подготовлен новый план, по своему размаху куда более дерзкий, чем все предыдущие. В качестве исходных позиций для контрудара во фланг и тыл 6-й немецкой армии был выбран плацдарм у Серафимовича, позиции по периметру которого занимала 3-я румынская армия. Только вместо кавалерийского корпуса, на который уповал Еременко, главной ударной силой контрнаступления теперь стала танковая армия.
Танковая армия должна была стать той "шпагой", которой можно было ударить по румынской армии, отстоявшей далеко от уязвимых тылов армии Паулюса. Глубина наступления с плацдарма у Серафимовича составляла 120 км с темпом 40 км в сутки. Опыт танковых ударов на такую большую глубину у Красной Армии на тот момент попросту отсутствовал. Но по-настоящему интересное решение было найдено для удара навстречу танковой армии.