作為最高統帥部的代表，戰爭期間朱可夫經常被派往各重要戰區，根據戰略計劃組織重要的現場行動，同時監督最高統帥部命令的執行情況，協調各方面軍的行動。因此，他經常離開最高統帥部，有時甚至直接擔任某方面軍的司令直接指揮作戰。
1942年
8月
27日，朱可夫正在波戈列洛耶戈羅季謝附近的西方面軍指揮所裡組織進攻戰役。這時電話鈴響了。
打來電話的是史達林的秘書處主任，「朱可夫同志，昨天國防委員會研究了南方的形勢，決定任命你為最高副統帥，作為史達林的代表去史達林格勒」。
稍後，史達林親自打來了電話，在詢問了西方面軍情況之後，史達林說：「你立刻回莫斯科來。」
軍情緊急，朱可夫撂下電話，立刻起身飛往莫斯科。
當天晚上，朱可夫到了克里姆林宮。在史達林的辦公室裡，史達林向朱可夫正式通報了國防委員會的決定，最後語重心長地對朱可夫說：「千萬不能讓史達林格勒落到德國人的手上。」
朱可夫明白自己所要擔負的是多麼重要的使命。他將去的地方是蘇德戰場目前最重要的地段，那裡正在進行的是一場決定性會戰，而他的對手是德軍第
6集團軍，這支部隊在過去幾年的戰爭中還從沒有失過手。
朱可夫向史達林表示：「給我一天時間來研究一下形勢，我一定會完成這一光榮的任務。」
當晚，朱可夫在總參謀部徹夜未眠。在詳細看完了所有的戰情通報後，他對怎樣採取行動有了一個初步的方案。
天一亮，朱可夫就動身前往史達林格勒。
4個小時後，他到達了目的地。已先期抵達那裡的華西列夫斯基在機場迎接朱可夫，並向他介紹了最新的情況。
抵達史達林格勒方面軍司令部後，朱可夫立刻召集各集團軍的指揮員召開了形勢分析會，根據前線當前的情況和雙方實力的對比，朱可夫得出結論：至少要到
9月
5日以後新集結的預備隊才能做好戰鬥準備，因此，只有在那以後才能對德軍進行反突擊。
朱可夫把這一結論向史達林做了彙報。但史達林堅持要儘快實施反突擊。
9月
3日，史達林向朱可夫發去電報，命令他必須毫不遲延地發起進攻。
朱可夫同史達林發生了爭執。他堅持說：「只有到
9月
5日以後，我們才有能力對德軍進行有力的打擊。」
朱可夫就是這樣，當他認為正確的時侯，他總是很固執，對史達林也是如此。蘇軍的重要領導人中，他是惟一一個敢於頂撞史達林的人。
在一次會議上，史達林曾半開玩笑地說過：「你們當中的有些人只知道說『是的，史達林同志』，『完全正確，史達林同志』，『英明，史達林同志』，而只有從朱可夫那裡，才可以聽到真正有用的東西。」
這一次，朱可夫的固執再次戰勝了史達林的固執。最後，史達林終於同意按朱可夫的計劃在
9月
5日發起反突擊。
9月
5日拂曉，蘇軍第
24、第
66集團軍和近衛第
1集團軍向德軍發起了進攻。但是，由於德軍的頑強抵抗，蘇軍還是沒能突破德軍的封鎖。
戰鬥進行到
9月
11日，蘇軍只前進了
2～
4公里。
9月
10日，朱可夫奉命飛回莫斯科。在克里姆林宮史達林的辦公室，朱可夫向史達林詳細彙報前線的情況。他向史達林提出，以史達林格勒方面軍現有的兵力，要想突破敵人的包圍，必須要補充一個坦克軍和三個坦克旅，此外在作戰時還必須有空中火力的支援。同時，新的預備隊還需有一個月才能完成戰鬥編組，因此目前在史達林格勒前線還應採取堅強的防禦，待一切準備就緒後，再發動一次大規模的反攻。
粗略地估計，反攻將會在
11月中旬發動，反攻首先應打擊敵軍集團中較弱的羅馬尼亞軍隊。
9月
13日，朱可夫和華西列夫斯基帶著更為詳細的計划去見史達林。這就是後來代號為「天王星」的反攻計劃的雛形。
史達林基本同意了朱可夫他們的計劃，他命令朱可夫立即返回史達林格勒前線，華西列夫斯基則稍後去東南方面軍，研究史達林格勒左翼的情況。
一個小時後，朱可夫已坐上飛機飛往他在史達林格勒的司令部了。
而這時的史達林格勒，戰鬥已經發展到了白熱化的程度。此後的兩個月裡，對朱可夫來說將是極其緊張的，他既要準備進行反攻又要考慮如何防禦。
德軍在飛機大炮的掩護下，向北部方向開始了全綫進攻，蘇第
62、第
64集團軍在強大的德軍壓力下，不得不向後撤退，一直退到了史達林格勒城下的最後陣地。
這時，史達林格勒的蘇軍防禦前沿，距市區只有
210公里。德軍的突擊集團已從東北和西南直接指向史達林格勒市區。
9月
13日，德軍攻佔了南部的薩多瓦亞車站。蘇軍面臨着被趕下窩瓦河的危險。
此時的蘇軍，由於戰鬥中的傷亡、退卻，彈葯和糧食的不足，人員與技術裝備補充上的困難等等，士氣消沉，有的士兵甚至希望儘快撤過窩瓦河，脫離這場苦戰。但是，朱可夫責成集團軍軍事委員會做出決定：不許後撤，必須粉碎敵人的進攻。史達林格勒城是最後的戰場，要有與敵人背水一戰的決心。集團軍司令部留在右岸史達林格勒城內，在任何情況下不得向左岸和島上撤退。
從這時起，史達林格勒戰役開始具有陣地戰的性質。戰爭由遼闊的平原轉向伏爾加高地。部隊的進展不再以公里來計算，而是以米來計算。
因為爭奪每一座樓房、車站、水塔、每一條街道、每一堵牆，甚至每一堆廢墟，都要進行激烈的交戰。
