Летом 1942 года немецкое командование планировало вернуть стратегическую инициативу, разгромить Красную армию и завершить войну против Советского Союза. Наступление на сталинградском направлении осуществляла 6-я армия под командованием генерал-полковника Ф. Паулюса.
С августа 1942 года оборону на ближних подступах к Сталинграду заняли соединения и воинские части войск НКВД: 10-я стрелковая дивизия, 249-й конвойный полк, 91-й полк по охране железных дорог, 73-й отдельный бронепоезд и 178-й полк по охране особо важных предприятий промышленности.


Основу гарнизона Сталинграда составляла 10-я стрелковая дивизия войск НКВД (командир – полковник А.А. Сараев), сформированная в феврале 1942 года. В её состав были включены в основном уже укомплектованные стрелковые части. Первым в Сталинград прибыл 272-й полк (командир – майор Г.П. Савчук), сформированный в Омске в январе 1942 года, 271-й полк (командир – майор А.П. Костеницын) прибыл из Свердловска. Непосредственно в Сталинграде были сформированы 269-й (командир – подполковник И.И. Капранов) и 270-й (командир – майор А.К. Журавлев) стрелковые полки. В середине августа 1942 года дивизия пополнилась 282-м стрелковым полком (командир – майор М.Г. Грущенко), прибывшим из Саратова.
В период с 10 по 23 августа 1942 года основные усилия дивизии были направлены на создание плотной сети оборонительных позиций. С этой целью было построено 14 оборонительных районов. На окраинах и в черте Сталинграда были отрыты противотанковые рвы, установлены минные заграждения, построены баррикады и сооружены другие препятствия.


В связи с создавшейся угрозой прорыва передовых частей противника к Сталинграду личный состав 10-й стрелковой дивизии занял полосу обороны общей протяженностью в 35 км.
23 августа 1942 года немецкая 16-я танковая дивизия после мощной артиллерийской и авиационной подготовки вышла на северную окраину города. Целью наступления противника являлся Сталинградский тракторный завод.
Обороняясь на участке в районе завода, личный состав воинских частей и подразделений 10-й стрелковой дивизии войск НКВД и переданных на ее доукомплектование городских милиционеров в течение сентября 1942 года сдерживал непрерывные атаки немецко-фашистских войск.

Противник непрерывно атаковал позиции 2-го и 3-го батальонов 272-го полка 10-й стрелковой дивизии. В ходе боев личный состав полка, ведя бои в окружении, неоднократно переходил в контратаки и восстанавливал свое положение.
Примером мужества и отваги военнослужащих дивизии может служить подвиг красноармейца 6-й роты 2-го батальона 272-го полка 10-й стрелковой дивизии А.Е. Ващенко, который 5 сентября 1942 года во время боя своим телом закрыл амбразуру немецкого дзота, дав возможность развить успех контратаки роты. За этот подвиг красноармеец Алексей Егорович Ващенко был награжден орденом Ленина (посмертно).
Необходимо отметить, что героический поступок красноармейца А.Е. Ващенко был значительно раньше, чем подвиг знаменитого Героя Советского Союза красноармейца А.М. Матросова, который совершил его 27 февраля 1943 года.
Для борьбы с танковыми соединениями противника стрелковым полкам была придана артиллерия и бронепоезда: 271-му – 73-й бронепоезд внутренних войск НКВД, а 272-му и 282-му – истребительные противотанковые артиллерийские полки.
Мужество и отвагу проявили военнослужащие войск НКВД Сталинградского гарнизона. Например, 2-я рота 178-го полка войск НКВД по охране особо важных предприятий промышленности (командир – капитан И.Ф. Бурлаков) почти десять суток, начиная с 17 октября, удерживала занимаемый ею участок в районе завода «Баррикады».


В хронику героической обороны Сталинграда особой строкой вписана служебно-боевая деятельность оперативной группы в составе 120 человек по охране и обороне Центральной переправы через Волгу со стороны Нефтесиндиката. Руководил ею начальник отдела областного управления НКВД капитан госбезопасности И.Т. Петраков.
Основу этой группы составляли сотрудники милиции Сталинграда и стрелковый взвод, приданный от 10-й стрелковой дивизии войск НКВД.
Во многом именно благодаря действиям этой оперативной группы в ночь с 14 на 15 сентября 1942 года была обеспечена благополучная переправа на правый берег частей 13-й гвардейской стрелковой (впоследствии – Полтавская ордена Ленина дважды Краснознамённая орденов Суворова и Кутузова) дивизии под командованием генерал-майора А.М. Родимцева – соединения Красной армии, сыгравшего одну из ключевых ролей в окончательном переломе хода уличных боёв в Сталинграде в пользу защитников этого волжского города.

Ведя непрерывные боевые действия с численно превосходящим противником, воинские части 10-й стрелковой дивизии несли большие потери. К началу октября 1942 года из её состава в Сталинграде оставался только 282-й стрелковый полк, оборонявшийся на подступах к тракторному заводу.
К 18 октября 1942 года остатки воинских частей дивизии, в составе около 200 человек, были выведены командованием войск из боев на левый берег Волги.
Всего в ходе боёв в Сталинграде воинскими частями 10-й стрелковой дивизии войск НКВД было уничтожено более 15 000 солдат и офицеров противника, подбито и сожжено 113 танков, 8 бронемашин, 2 самолета, 38 автомашин, 6 орудий, 2 склада с боеприпасами.


За образцовое выполнение боевых заданий командования и проявленные при этом доблесть и мужество 2 декабря 1942 года 10-я стрелковая дивизия войск НКВД первой среди соединений Красной армии была награждена орденом Ленина.
Таким образом, именно военнослужащие войск НКВД не позволили немецким войскам захватить город с ходу. Высокая оценка действиям личного состава 10-й стрелковой дивизии войск НКВД была дана командующим 62-й армией генерал-лейтенантом В.И. Чуйковым, который отмечал, что «воины 10-й Сталинградской дивизии внутренних войск полковника А.А. Сараева были первыми защитниками Сталинграда. И они с честью выдержали это труднейшее испытание, мужественно и самоотверженно сражались с превосходящими силами врага до подхода соединений и воинских частей 62-й армии».