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对于沈约、文昊和韩柯来说，勒戈战役都是事关成败的关键一战。罗斯-宋联军指挥部将战略重点从科斯转移到了尔加河地区，并且调动了全军所有的空中力量支持勒戈。在九月底和十月初，罗斯-宋联军向勒戈城区调去了六个步兵师和一个坦克旅；意志军则调去了二十万万补充部队，包括九十个炮兵营和四十个受过攻城训练的工兵营。
双方部队的指挥官都承受着巨大的压力。意志军的指挥官司炉得了眼部肌肉痉挛的疾病，而罗斯-宋联军的指挥官崔可也在不见日光的地下室司令部也忍受着湿疹的病痛，以至于不得不将自己双手完全包扎起来。
此时，意志军在罗斯南部的战线是从库尔斯克和沃罗涅日起，通过勒戈到莫兹多克，长达一千二百五十公里以上。再加上从库尔斯克到列宁格勒之间的八百公里，意志军在罗斯的战线全长已在两千公里以上，而以意志国的兵力和资源，根本就不足以维持如此长的战线。特别危险的是，从勒戈沿顿河上溯至沃罗涅日共长三百五十公里，竟毫无掩护。意志国自己腾不出兵力来填补这个缺口，只得在这一线部署了附庸国的三个集团军。战线拉得非常狭长，甚至在有些地段，只有一个野战排来防守整整两公里的防线。
而罗斯-宋联军在尔加河南岸保留了几个攻击点，这对意志军构成了潜在的威胁。韩柯并非不知道这些装备和战斗力都极差的附庸国部队是不足以担负这个任务的，但他却深信只要能迅速攻克勒戈，即可抽出足够的兵力。意志国陆军参谋总长哈尔德表示了忧虑和异议，认为勒戈是不可陷入的，力主放弃这个作战，并向西撤退。结果，韩柯便在九月底免去了哈尔德陆军总参谋长的职务，任命蔡茨勒上将为新一任陆军总参谋长。
九月二十八日，罗斯-宋联军最高统帅部决定将勒戈方面军改称顿河方面军，司令员为罗科索夫斯基中将；东南方面军改称勒戈方面军，司令员为叶廖上将；近卫第一集团军扩建为西南方面军，司令员瓦杜丁中将。副最高统帅朱夫大将和总参谋长华西列夫斯基上将奉命秘密拟制反攻计划。
十月份一个月中，勒戈一直进行着激烈的巷战。意志军逐屋战斗，从地面和地下的废墟中找路前进，所以也被称为“老鼠战争”，意志军士兵甚至开玩笑说：
“即使我们占领了厨房，仍然需要在客厅进行战斗。”对沈约、文昊来说，是决不能让这座城市落入意志军之手的。他们亲自下令给叶廖上将，要求在任何情况下都要坚守该城。每一座房屋，只要有罗斯-宋联军人，哪怕只有一个人，也要成为敌人攻不破的堡垒。而对韩柯来说，勒戈的精神价值已超过了其战略价值，非要攻陷它不可。当新任陆军总参谋长蔡茨勒将军小心翼翼地向他指出第六集团军北翼漫长的顿河战线面临着危险，建议将第六集团军撤到顿河河曲时，韩柯严厉地回答说：
“意志国士兵到了哪里，就要守到哪里！”经过三个月血腥的战斗，十一月初，意志军终于缓慢地推进到了尔加河岸，并且占领了整座城市的80%地区，将留守的罗斯-宋联军队分割成两个狭长的口袋状，但意志军始终未能完全占领勒戈。此外，尔加河开始结冰，这导致罗斯不能再通过船运送补给品给城中守军。尽管如此，马马耶夫高地附近的战斗和北部城区的工厂地带的战斗依然非常激烈。其中，十月工厂、拖拉机厂和街垒工厂的战斗为全世界所知晓。当罗斯士兵与意志军进行枪战的同时，工厂内的工人就在侧旁修复损坏的坦克和其它武器，有的时候甚至就直接在战场上修理武器。坦克由工厂的工人志愿兵驾驶。这些坦克往往直接从兵工厂的生产线上开到了战斗前线，甚至来不及涂上油漆和安装射击瞄准镜。
十一月十一日，意志军以五个步兵师、两个装甲师和两个工兵营在宽五公里的正面上发起强攻。战斗队形高度密集。一天之内，罗斯-宋和意志两军为争夺每寸土地、每一座房屋，都进行了异常激烈的战斗，双方伤亡惨重。意志军虽然在街垒工厂以南冲到达了尔加河岸，但部队已疲惫不堪，其攻势已成强弩之末，司炉被迫于次日停止了进攻，修整部队。罗斯-宋联军的损失同样严重，第六十二集团军的两个师损失了75%的兵员。
罗斯-宋联军最高统帅部自九月底开始准备大反攻，负责勒戈地区总体战略的朱夫开始向勒戈秘密大规模集结兵力。至十一月中旬，在勒戈地域城外的南北两侧的罗斯-宋联军计三个方面军十个诸兵种合成集团军，一个坦克集团军，四个空军集团军和若干个独立军、坦克军和旅，共一百四十三个师一百一十万万人，一千三百架飞机、计一万五千门火炮和迫击炮，一千四百辆坦克和强击火炮，当面的意志军b集团军群共有八十个师又三个旅，约一百万人，一千二百架飞机，一万门火炮，六百七十辆坦克.
朱夫的策略是将意志军继续牵制在城内，然后通过打击