罗斯-宋联军最高统帅部开始逐渐明确意志军的意图，决心在勒戈组织坚守，于七月十二日在西南方勒戈方面军原有基础上组建了由铁木辛哥元帅为司令员，由陆河任军事委员会委员的勒戈方面军，担负勒戈方向的防御任务。其编制内有从罗斯-宋联军战略预备队调来的第六十二、第六十三、第六十四集团军和原西南方面军的第二十一、二十八、三十八、五十七集团军残部，坦克第一和第四集团军，以及空军第八集团军、海军舰队。
勒戈方面军编制内共有三十八个师，但只有十六个师能够占领主要地带的防御阵地，其任务是固守从巴甫洛夫斯克至库尔莫亚尔斯卡亚的长约五百三十公里、纵深为一百二十公里的防御地带，当面之敌为意志军司炉的第六集团军和下辖的十八个齐装满员师。当时双方力量对比为，人员1:1.2，飞机1:3.6，坦克1:2，火炮和迫击炮大致相等，意志军实力占优。
在加索方向，罗斯-宋联军原南方方面军在撤退时遭到严重损失，原有的四个集团军只剩下十多万人。罗斯-宋联军最高统帅部决定撤销南方方面军，并将所有部队编入北加索方面军，由罗斯元帅任司令员，北加索方面军的第三十七和十二集团军受领了掩护斯塔夫罗波尔方向的任务，第十八、五十六、四十七集团军则受领了掩护克拉斯诺达尔方向的任务。七月底至八月初，兵力上占优势的意志军顽强地向前推进。很快进抵库班河。八月，在迈科普方向上，交战也激烈起来。
八月十日，意志军攻占了迈科普，八月十一日又攻占了克拉斯诺达尔，八月中旬，占领了莫兹多克，前出到捷列克河。到九月九日，意志军将罗斯-宋联军第四十六集团军击退后，占领了几乎全部山口。苏呼米面临着严重的危险。
七月十七日，罗斯-宋联军与意志军双方在勒戈接近地展开了激烈的交战，会战正式开始。意志军第六集团军在司炉上将指挥下，以第八步兵军和第十四装甲军为北突击集团，以第五十一步兵军和第二十四装甲军为南突击集团，突击罗斯-宋联军第六十二集团军防御实施包围，向卡拉奇方向发展进攻。同时，意志军以部分兵力向罗斯-宋联军第六十四集团军发起佯攻，以吸引罗斯-宋联军的注意力。七月二十三日，意志军突破罗斯-宋联军第六十二集团军右翼防线，合围了该集团军的两个师，前出到勒戈西面的顿河河岸。七月二十五日，意志军对由罗斯-宋联军第六十四集团军的右翼阵地发起攻击，企图在卡拉奇附近强渡顿河。
七月二十九日，罗斯-宋第六十四集团军被迫退过顿河。沈约、文昊再也按捺不住对年迈的铁木辛哥元帅的失望，撤消了他在勒戈方面军司令员的职务，由第六十四集团军司令戈尔多夫中将接任，并派总参谋长华西列夫斯基上将作为最高统帅部代表前往勒戈协助指挥战事。沈约、文昊还决定将预备队的坦克第一和第四集团军火速调往勒戈地域。随后，为了增强勒戈守军的斗志，沈约、文昊于七月二十八日发布了第二百二十七号命令，凡是不服从命令而离开战斗岗位或者撤退的军人都将被枪毙，并严厉要求罗斯-宋联军部队“绝对不许后退一步！”意志军第六集团军由于缺少装甲兵力的支援，被迫转入防御态势。意志军在行进间占领勒戈的计划被粉碎。但此时顿河西岸罗斯-宋联军的处境也非常困难，两翼都陷入了意志军包围。
七月二十八日，罗斯-宋联军从罗斯托夫撤退。七月三十日，韩柯又作了一个影响命运的决定。他宣布：
“因为加索的命运是将要在勒戈决定，所以由于这个会战的重要性，遂有从A集团军群抽调兵力以增强B集团军群之必要。”于是，霍特的第四装甲集团军又归还给B集团军群，并于八月一日奉命沿科捷尔尼科沃——勒戈铁路向东北方向进击，当天迅速突破了罗斯-宋联军第五十一集团军的防线，占领了蒙特纳亚。
八月三日，意志军霍特兵团攻占了科捷尔尼科沃，接着又于5日突破了罗斯-宋联军第64集六十四团军的防御，前出到阿勃加涅罗沃地域，但之后遭到了罗斯-宋联军越来越顽强的抵抗和反击，霍特只好放弃了独立攻占勒戈的想法，于八月九日转入守势。
八月五日，罗斯-宋联军最高统帅部决定将勒戈方面军改组为东南、勒戈两个方面军，由华西列夫斯基上将统一指挥。东南方面军由叶廖上将指挥。勒戈方面军仍由戈尔多夫中将指挥。
八月十九日，意志军司炉兵团和霍特兵团重新发起了进攻。意志军司炉第六集团军从勒戈西北面的特列赫奥斯特罗夫卡亚向东南攻击，二十二日突破罗斯-宋第六十二集团军在韦尔加奇和彼斯科瓦特卡地段的防线，强渡顿河，占领了卡拉奇，二十三日第十四装甲军推进到勒戈北郊的叶尔佐夫卡地域，前出到伏尔加河，将罗斯-宋第62集团军与勒戈方面军主力分割开来。意志军霍特第四装甲集团军从南面的阿勃加涅罗沃地区向北进攻，突破了罗斯-宋第六十四集团军的防御，二十九日进至城南的加夫里洛夫卡地域，其前锋已前出到京古塔车站。
九月二日，意志军司炉第六集团军右翼与霍特第四装甲集团军左翼在旧罗加奇克地区取得了联系。与此同时，意志军第四航空队出动飞机几百架，入夜又出动两千架次飞机对勒戈进行狂轰滥炸。
鉴于勒戈异常严峻的形势，沈约、文昊任命朱夫为最高副统帅，并决定立即调拨第二十四、第六十六集团军和近卫第1集团军开赴勒戈。
八月二十九日，意志军朱夫飞到勒戈并着手组织第二十四、第六十六集团军和近卫第一集团军的反击行动。九月三日，沈约、文昊致电朱夫要求立即对勒戈进行突击，以缓解当地紧张局势。
九月五日拂晓，朱夫将三个新锐集团军投入反击，由于准备仓促，反击未达到预期目标。当晚，沈约、文昊命令朱夫继续冲击。
九月六日，罗斯-宋联军再次发动进攻，再次失败。
九月十日，罗斯-宋联军试图从北面实施突击，恢复同第六十二集团军的联系，又遭到失败。
九月十二日，罗斯-宋联军撤至市区围廓，外围防御地带已全部丧失，意志军突破勒戈城防，从南面突进到伏尔加河，把守卫城市的第六十二集团军同战场上的其他部队分隔开来。
在加索方向，意志军利斯特A集团军群以高速前进。八月九日，意志军克莱斯特第1装甲集团军占领了迈柯普油田。八月二十五日，克莱斯特部又攻占了莫兹多克，距格罗兹尼四周的罗斯最大产油中心只有50公里，距里海也只有一百公里。
八月三十一日，韩柯要求意志军A集团军群司令利斯特元帅倾其所有的力量向格罗兹尼作最后进攻，尽快拿下油田。但意志军冲击力迅速下降，进展缓慢。
九月九日，韩柯免去了利斯特元帅的A集团军群司令的职务，由第一装甲集团军司令克莱斯特上将接任，第一装甲集团军司令则由埃贝马肯森将军继任。克莱斯特上任后，虽然竭尽全力，也无法再前进一步。因为冲击力丧失的主要原因是缺乏燃油。
九月十二日，韩柯飞抵克兰的文尼察，召见了B集团军群司令魏克斯上将和第六集团军司令司炉上将，命令他们于九月十三日对勒戈发起新的进攻，并决定从加索方向抽调九个师加强给第六集团军。
勒戈方向上的意志国部队共有五十多个师，其中直接进攻勒戈的有十三个师，十七万人。而罗斯-宋联军勒戈方面军和东南方面军虽有一百二十个师，但人员缺额严重，实际防守勒戈的是第六十二和六十四集团军，共有九万余人，一千余门火炮，一百二十辆坦克。
九月十三日，意志军开始攻城。而在此之前，意志军容克-88轰炸机用燃烧弹将市区炸成废墟，造成罗斯-宋联军对勒戈的水路增援也受到影响。意志军司炉第六集团军担当主力，从城北实施猛烈突击。意志军霍特第四装甲集团军则从城南推进，策应司炉在城北的主攻。罗斯-宋联军崔可中将指挥的第六十二集团军和舒米洛夫少将指挥的第六十四集团军受领了保卫勒戈市区的任务。
九月十四日，意志军从城北突入市区，与罗斯-宋第六十二集团军展开了激烈的巷战，双方逐街逐楼逐屋反复争夺。勒戈变成了一片瓦砾场，城中80%的居住区被摧毁。在满是瓦砾和废墟的城中，罗斯第六十二集团军顽强抵抗，在城中的每条街道，每座楼房，每家工厂内都发生了激烈的枪战。攻入城中的意志军死伤人数不断增加。尽管意志军对尔加河东岸进行频繁的轰炸，但是罗斯-宋联军还是从那里不断得到了补给和支持。刚刚赶赴城中的罗斯-宋联军战士的平均存活时间不超过二十四个小时，军官也只有约三天的平均存活时间。意志军的主要战术是各兵种联合作战，非常重视步兵、工程部队、炮兵和空军的地面轰炸的协调。为了对抗这种战术，罗斯-宋联军指挥官采取了贴身紧逼的策略，尽量将己方的前线与意志军贴近。这样导致了意志军的炮兵部队无法发挥远程攻击的优点。
勒戈会战中罗斯-宋近卫航空兵十一团的伊尔-2飞机给入城意志军坦克重大杀伤。
九月十五日，意志军对马马耶夫高地实施重点突击。该高地是勒戈城中的制高点，从这里可以俯瞰和控制全城，崔可中将的第六十二集团军司令部即设在这里。经过一天最为残酷的战斗，意志军占领了马马耶夫高地。但在九月十六日，罗斯-宋近卫第十三师渡过尔加河进入勒戈，突然向意志军发起反冲击，又夺回了该高地。很多重要据点双方进行了反复争夺，第一火车站的争夺战达一周之久。意志军不顾一切，一步步向市中心逼近。
九月二十五日，意志军占领了市中心，九月二十七日冲进了北部工厂区，并重新占领了马马耶夫高地，但在九月二十九日又被罗斯-宋联军夺回。以后的战斗更加激烈，两方军队不断地交替占领这片高地。勒戈工业区修建在丘陵中，建筑物用钢筋混凝土浇筑或用石头砌成。意志军的推进不是用公里，而是用米来衡量，敌我双方为争夺每一座房屋、车间、水塔、铁路路基，甚至为争夺一堵墙、一个地下室和每一堆瓦砾都展开了激烈的战斗。其激烈程度是前所未有的。对火车站反复争夺达十三次之多。
在一个大粮食仓库里，两军的士兵非常接近，甚至能够听到对方的呼吸声，经过数个星期的苦战，意志军不得不从这个仓库撤走。在城中的另一个部分，由意志军巴甫洛夫指挥的一个小分队（共计六人）占据了城中心的一座公寓楼，并顽强地进行抵抗。士兵们在大楼附近埋设了大量地雷，并在窗口安设了机枪，还将地下室的隔墙打通以便通讯。这座顽强的堡垒被罗斯人骄傲地称为“巴甫洛夫大楼”。他们六人坚守了五十八天。
由于意志军无法看到战斗结束的迹象，便开始调遣包括卡尔600毫米自行迫击炮等重装甲部队开入城内，然而在尔加河东岸的罗斯-宋火炮部队将意志军置于其炮火笼罩之下。而城中的罗斯-宋联军防御部队仍然利用废墟进行战斗。由于城内布满了高达数米的瓦砾堆和废弃建筑，意志国的坦克部队毫无用武之地。此外，罗斯-宋的狙击手非常成功地利用废墟作为掩体，给意志军造成了极大伤亡。最为成功的一名狙击手到十一月二十日为止已经击毙了二百二十四个敌人，另外一名狙击手也创造毙敌一百四十九人的纪录。
