在马马耶夫岗地区的反突击进攻时间，被定在了9月14日的清晨六点，然而参与进攻的部队，并不是崔可夫所说的三个师，而是内务部的第10师，摩托化步兵第38旅，以及独立步兵第42旅。
根据事先的作战计划，摩托化步兵第38旅，在一个加强摩化步兵连和配属的炮兵营的配合下，向拉兹古利亚耶夫卡东南面的村庄进攻；内务部第10师以一个团的兵力向敌人实施反冲击，目标是126.3高地，然后是144.3高地；而混成团和一个坦克旅向阿难阿戈罗多克和153.7高地方向实施反冲击。独立步兵第42旅准备对医院和153.7高地方向实施突击，以便支援这次反突击行动。
但由于缺乏空中支援，而且能为反击部队提供炮火支援的炮兵，数量也非常有限，对德军野战工事的破坏程度有限，从而导致苏军的反击部队为了夺取这些工事，不得不付出巨大的代价。
保卢斯得知苏军在马马耶夫岗地区展开了反击后，立即派出了空军，对反击部队和他们所占领的阵地实施轰炸。炮击和轰炸，使苏军的反击部队伤亡惨重。为了避免反击部队遭到全军覆灭的下场，中午时分，崔可夫下达了停止进攻，并向马马耶夫岗转移的命令。
见苏军的进攻被击退了，德军趁机投入了大量的步兵和坦克，朝撤退中的苏军展开了进攻。首先取得战果的是哈特曼将军的第71步兵师，他们突破了苏军的防御之后，成功地穿过了市中心，并建立了一条直接通往伏尔加河的狭窄通道。
德军的心里始终惦记着马马耶夫岗这个制高点，因此他们投入的第295步兵师，在隶属于第22装甲师的第204装甲团的支援下，朝马马耶夫岗的北岗发起了进攻。
否则北岗防御的是四营和第192营，四营长布里斯基在敌人的进攻开始后，立即向索科夫报告说：“旅长同志，敌人出动了一个团的步兵，在三十多辆坦克的掩护下，朝我们的阵地发起了猛攻？我们没有反坦克武器，请您派反坦克军犬连支援我们。”
“放心吧，大尉同志。”索科夫考虑到北岸和自己这里一样，有着完善的坑道工事，就算德军的攻势再猛，想顺利地占领北岗，也不是一件容易的事情。但如果让德军的坦克靠近了山岗，它们就能用炮火支援攻击北岗的步兵，因此他很干脆地回答说：“我会立即派奥夏宁上尉带着军犬连过去支援你们。”
索科夫之所以只派了军犬连过去支援，一是考虑到北岗的表面阵地空间有限，摆不下太多的部队；而是因为有一支德军部队穿过了旧城区，从苏军的手里夺取了中央火车站，直接威胁到马马耶夫岗侧翼的安全。
他放下电话后，叫过来一名参谋，让他去通知奥夏宁率人从地道前往北岗，配合那里的守军消灭敌人的坦克。等做完这一切后，他回到了桌前，望着西多林问道：“参谋长同志，我们派出的侦察兵还没有回来吗？占领中央火车站的敌人到底是哪一部分的？”
“旅长同志，”看到索科夫一副心绪不宁的样子，西多林连忙安慰他说：“是侦察连长克里斯多夫中尉亲自带队，我相信他一定能搞到我们急需的情报。”
索科夫之所以会表现得如此急躁，是因为他知道斯大林格勒最困难的时期要到来了。虽说德军以前曾多次对马马耶夫岗进行过试探进攻，最后都铩羽而归，但这次能否守住阵地，索科夫却是心中无底。再加上旅里的指战员，都亲眼目睹了崔可夫所组织的反击，是如何以失败而告终，这样对自己部队的军心士气，都会产生不利的影响。
北坡地段的战斗打响了。
奥夏宁上尉派出的军犬排，在战场上大显神威。由于得到了索科夫的指点，军犬的出击都改成了单犬或双犬出击的方式，这样就极大地避免四五条军犬去炸同一辆坦克的事件发生。不到二十分钟，就有十三辆德军坦克被军犬炸毁，停在开阔地上熊熊燃烧。失去了坦克掩护的步兵，刚冲到北岗的山脚下，就被四营指战员用机枪、冲锋枪、步枪和手榴弹打得鬼哭狼嚎，不得不暂时撤了下去。
索科夫听说北岸那边打得不错，便带着一名警卫员，沿着隐蔽的甬道，来到了山顶刚修好的一个观察所，亲眼观察双方交战的情况。谁知刚进去不久，敌人的炮兵观测员就发现了这个观察所，立即为火炮指引了炮击的方向。
索科夫正举着望远镜朝远处张望，忽然听到空中传来了炮弹划破空气的尖啸声，片刻之后，便有一枚炮弹落在二十几米外的一片空地爆炸，掀起了好大的一片泥土。
“旅长同志，”一名观察哨的经验比较丰富，知道这是德军在试射，连忙提醒索科夫：“这里应该被敌人发现了，我们还是立即转移吧！”
听到观察哨这么说，索科夫也意识到有些不对劲，连忙放下望远镜朝外面跑。谁知刚跑出观察哨，就有接二连三的炮弹，落在了观察所的附近爆炸。气浪所掀起的泥土，撒了索科夫一身。索科夫顾不得掸掉身上的泥土，便弯着腰继续朝附近的一个洞口跑去，准备通过那里重新回到自己的指挥部。
当索科夫带着一身尘土，有些狼狈地回到自己的指挥部时，却意外地发现自己派出去侦察的克里斯多夫在这里。他连忙一把抓住了克里斯多夫，紧张地问：“怎么样，搞清楚了吗？占据火车站的德军番号是什么？”
“都搞清楚了。”克里斯多夫点着头说：“占领中央火车站的是德军第24装甲师的一个掷弹兵营，营长是冯?海顿少校，全营共有五百多人。”
“五百多人啊？”克里斯多夫所说的数字，让索科夫感到很意外。他原来以为占领中央火车站的敌人，充其量就是一个连，谁知居然有一个营，而且还有五百多人。根据德军的战斗力，就算自己带多一倍的兵力，要想从他们的手里火车站，也不是一件容易的事情。“这个消息确实吗？”