26 августа 1942 года Сталин назначил Жукова заместителем Верховного Главнокомандующего и приказал ему отбыть в Сталинград, на подступах к которому обстановка складывалась критическая. 29-го Георгий Константинович приехал с фронта в Ставку, а уже 31-го был в штабе Сталинградского фронта. Там он оставался вплоть до 3 октября. Жуков участвовал в организации контрударов армий, расположенных севернее Сталинграда. Эти контрудары не привели к разгрому армии Паулюса, но не позволили прорвавшимся к Волге немецким войскам с ходу овладеть городом. 12 сентября Жуков прибыл в Ставку. Вместе с Василевским они доложили Сталину о тяжелых боях под Сталинградом и на Кавказе.

В «Воспоминаниях и размышлениях» Георгий Константинович описал историческую встречу с Верховным, во время которой зародился замысел окружения 6-й немецкой армии:

— Что нужно Сталинградскому фронту, чтобы ликвидировать коридор противника и соединиться с Юго-Восточным фронтом? — спросил Сталин.

— Минимум еще одну полнокровную общевойсковую армию, танковый корпус, три танковые бригады и не менее 400 орудий гаубичной артиллерии. Кроме того, на время операции необходимо дополнительно сосредоточить не менее одной воздушной армии.

Василевский полностью поддержал мои расчеты. Верховный достал свою карту с расположением резервов Ставки, долго и пристально ее рассматривал. Мы с Александром Михайловичем отошли подальше от стола в сторону и очень тихо говорили о том, что, видимо, надо искать какое-то иное решение.

— А какое «иное» решение? — вдруг подняв голову, спросил Сталин.

Я никогда не думал, что у Сталина такой острый слух». Верховный приказал генералам вернуться в Генштаб и еще раз подумать, какие войска можно перебросить под Сталинград. На вечер следующего дня он назначил новое совещание. Там Жуков и Василевский доложили о наметках плана большого контрнаступления, нацеленного на фланги армии Паулюса, прикрытые румынскими войсками. Предлагалось создать новый Юго-Западный фронт для удара по оперативному тылу сталинградской группировки противника. По словам Жукова, Сталин сперва отнесся к плану скептически: «У нас сейчас не хватит сил для такой большой операции». Жуков уверил, что все удастся подготовить за 45 дней. Сталин предложил сузить фронт будущего наступления, ударить вдоль Дона. Жуков настаивал на ударе к западу от Дона, чтобы противник не успел перебросить танковые дивизии из-под Сталинграда для отражения атак. Тогда между этими дивизиями и советскими войсками оказалась бы преграда в виде широкой реки. Сталин, однако, в тот день еще не дал окончательную санкцию на подготовку контрнаступления, приказав любой ценой удержать Сталинград. «Разговор о плане продолжим позже», — добавил он. Жуков вернулся в штаб Сталинградского фронта генерала Гордова, а Василевский выехал к Ерёменко на Юго-Восточный фронт, непосредственно оборонявший Сталинград. В конце сентября началась подготовка контрнаступления, причем Жуков добился замены командующего Сталинградским фронтом Гордова на своего старого друга Рокоссовского. Новый же Юго-Западный фронт возглавил, по рекомендации Георгия Константиновича, его бывший заместитель на посту начальника Генштаба Ватутин.

Василевский поддержал Жукова не только на совещании у Сталина, но и в своих мемуарах. Об обстоятельствах зарождения плана окружения немцев под Сталинградом он пишет примерно так же, как и Жуков: «Ставке Верховного Главнокомандования было хорошо известно, что, благодаря стойкости и упорству героев волжской твердыни, 6-я и 4-я танковая немецкие армии оказались сосредоточенными на узком участке фронта, непосредственно в районе города, а их фланги прикрывались румынскими войсками… Тут напрашивалось решение: организовать и провести контрнаступление, причем такое, которое не только бы радикально изменило бы обстановку в этом районе, но и привело бы к крушению все еще активно действующего южного крыла вражеского фронта. Такое решение было принято в середине сентября после обмена мнениями между Сталиным, Жуковым и мною. Суть стратегического замысла сводилась к тому, чтобы из района Серафимовича северо-западнее Сталинграда и из дефиле озер Цаца и Беманцак южнее Сталинграда в общем направлении на Калач, лежащий западнее Сталинграда, нанести мощные концентрические удары по флангам втянувшейся в затяжные бои за город вражеской группировки, а затем окружить и уничтожить ее основные силы…».

Это поражение — всегда сирота. У победы же под Сталинградом после войны объявилось много отцов. Командующий Юго-Восточным (позднее Сталинградским) фронтом Ерёменко и член Военного Совета фронта Хрущев утверждали, что они представили в Ставку план будущего контрнаступления в конце сентября или в начале октября. Здесь вполне можно допустить, что сходная идея одновременно и независимо пришла в голову сразу нескольким военачальникам. Слишком уж соблазнительно упирался в Волгу узкий немецкий клин с мощной 6-й армией, усиленной частью сил 4-й танковой. А слабость союзников Германии, прикрывавших фланги, была хорошо известна. Вот что пишет по этому поводу Хрущев: «Как возникла мысль об окружении… противника? Не говорю, что она возникла только у нас, то есть у меня и Ерёменко, нет, она, возможно, возникала и у других. Но, в целом, этот вопрос назрел… Противник сосредоточил усилия на довольно узком направлении. Это говорило о его слабости: на широком фронте он наступательных операций вести не мог и бросал живую силу в город, как в мясорубку… Как правило, разведка работала добросовестно и докладывала правильно. Она сообщала, что за Доном войск противника нет… В целом, наши войска прочно держали линию обороны, потому что она была уже подоборудована. Это… нас подбодрило. Мы видели, что имеем возможность нанести удар на флангах противника и изменить положение дел под Сталинградом. Тогда мы с Ерёменко написали Сталину докладную, где высказали свое мнение:…по нашим данным… у немцев за Доном пусто; сил, на которые они могли бы опереться, там нет. Мы не знаем, чем располагает Ставка, но если найти войска, которые можно было бы сосредоточить восточнее Дона и ударить отсюда к Калачу, а нам с юга ударить по южному крылу противника, то можно было бы окружить врага, который ворвался в город и ведет бои в самом Сталинграде. Чем располагала Ставка и были ли у нее такие возможности к тому времени, мы просто не знали. Знали только, что нам очень тяжело и что нам дают подкреплений очень мало. А если нам дают мало, значит, давать нечего. Так мы думали. И у нас возникла мысль — не ломимся ли мы в открытую дверь, потому что не знаем реального положения… в стране?