Судя по всему, аналогичная переписка имела место не только по 4-му мехкорпусу, но и по 13-му мехкорпусу. Из состава того и другого соединения были изъяты танки. Но в отличие от 4-го механизированного корпуса, в 13-м механизированном корпусе не было отдельных танковых полков. Поэтому, несмотря на запрет использования танковых полков мехбригад корпусов для прорыва обороны, они были задействованы в качестве средства непосредственной поддержки пехоты 57-й армии.
Наступление Сталинградского фронта шло волной от правого крыла к левому. Первой перешла в наступление 51-я армия. Артподготовка в полосе армии началась в 7.30, в 8.30 части армии перешли в атаку и к 10.00 на всех участках атаки ворвались на позиции переднего края противника. Удар пришелся по стыку 1-й и 18-й румынских пехотных дивизий, занимавших оборону на широком фронте.
Изъятые из состава 4-го механизированного корпуса танки были использованы для непосредственной поддержки пехоты. Наступление 126-й стрелковой дивизии поддерживал 158-й танковый полк, а 302-ю стрелковую дивизию — 55-й отдельный танковый полк. К 11.30 задача была выполнена: оборона противника была прорвана на всю глубину. Результаты работы танковых полков нельзя не признать впечатляющими. 158-й танковый полк за 20 ноября уничтожил 8 орудий и 23 ДЗОТа с гарнизонами, 55-й танковый полк — 12 орудий, 42 ДЗОТа с гарнизонами. Также было захвачено 18 противотанковых пушек. Потерями 158-го танкового полка стали 8 Т-34 (5 сгорело и 3 подорвались на минах) и 4 Т-70, плюс 6 Т-34 застрявшими в болоте, 55-го танкового полка — 2 Т-34 и 3 Т-70 от огня противника и 3 застрявшими в болоте.
В 11.20 20 ноября 4-й механизированный корпус получил приказ на ввод в прорыв. В 13.30 масса танков и автомашин пришла в движение. Корпус входил в чистый прорыв, ему не требовалось допрорывать оборону противника. Колонны двигались, не встречая сопротивления. К 19.30 части корпуса Вольского вышли в район узла дорог Плодовитое. Местных жителей в Плодовитом не было, проводника взять было неоткуда, голая степь практически не давала ориентиров. Далее мехбригады продвигались, можно сказать, на ощупь. К рассвету 21 ноября части корпуса Вольского вышли к железной дороге Сталинград — Сальск на участке от станции Абганерово до станции Тингута.
Основные силы корпуса отстали, и поэтому станция Абганерово была захвачена частями штаба корпуса, 44-м бронебатальоном (БА-64) и 61-м мотоциклетным батальоном. На станции был захвачен эшелон с войсками и артиллерией, склады, автомашины и другое имущество. Среди захваченных трофеев также было 150 орудий советского производства, скорее всего, захваченных немцами в оборонительной фазе битвы. Сдав Абганерово частям 4-го кавкорпуса, механизированные бригады корпуса Вольского продолжили наступление. В середине дня были захвачены станции Тингута, Абганерово, разъезд «74 км» и Зеты. За 20 и 21 ноября 4-й мехкорпус захватил 10 танков, 44 орудия, 600 автомашин, около 7000 пленных. Собственные потери составили 16 убитыми и 45 ранеными.
Следующей в идущей от правого фланга к левому стала 57-я армия. Артиллерийская подготовка здесь началась в 9.30, на два часа позже соседа. В 10.30 армия перешла в наступление, а уже к 12.00 передний край противника был прорван. Удар пришелся по оборонявшейся на 18-км фронте 2-й румынской пехотной дивизии. Первыми атаковали стрелковые части 57-й армии при поддержке танковых бригад и танковых полков. 169-я стрелковая дивизия наступала совместно с 90-й танковой бригадой. Наступление не было прогулочным маршем. Оперативным резервом немцев на этом направлении была 29-я моторизованная дивизия. В первый день советского наступления ее собирались направить на север, в подчинение XXXXVIII танкового корпуса. Однако начало советского наступления к югу от Сталинграда вынудило бросить дивизию в контрнаступление. Увидев танки, части 169-й стрелковой дивизии стали отходить. Положение спасли танки 90-й танковой бригады, подбившие несколько танков противника. Однако дальнейшее продвижение советских войск было остановлено. 169-я стрелковая дивизия потеряла за 20 ноября 93 человека убитыми и 257 ранеными. 90-я танковая бригада потеряла 2 Т-34 сгоревшими, 3 КВ, 1 Т-34 подбитым, 1 Т-34 и 1 Т-70 подорвавшимися на минах. Другие соединения 57-й армии встретили меньшее сопротивление. 422-я стрелковая дивизия потеряла 7 человек убитыми и 129 ранеными, 143-я стрелковая бригада — 7 человек убитыми и 174 ранеными.
