Нелегко было осуществлять тыловое обеспечение войск в степных районах. Негде было укрыться и обогреться. Не было топлива. Удавалось обогревать по ночам лишь медицинские пункты, чтобы днем не привлекать внимания противника. Раненых с поля боя на пункты эвакуации доставляли на собачьих упряжках санями-волокушами.
Остро встал вопрос размещения тыловых частей, запасов материальных средств. Вопреки довоенным взглядам, когда считалось, что размещать тыловые части и учреждения следует главным образом на железной дороге, во фронтах часть сил и средств тыла выдвигалась ближе к войскам на направлении действий главных группировок. Например, главная группировка Юго-Западного фронта развертывалась на плацдарме юго-западнее Серафимовича, а группа фронтовых складов — в армейском тылу в районе Ново-Анненский, Страхово. Сталинградский фронт главный удар готовился нанести из района Сарпинских озер, в связи с чем на правом берегу Волги в районах Красноармейска, Райгорода, Светлого Яра, Каменного Яра, Солодники были развернуты группы полевых госпиталей и передовые фронтовые склады.
Для обеспечения подвоза материальных средств автомобильным транспортом дорожные части Юго-Западного и Донского фронтов оборудовали по три, а Сталинградского — две военно-автомобильные дороги и три ответвления от них к переправам на Волге. В условиях осенней распутицы грунтовые дороги на многих участках становились непроезжими. Занятость дорог и переправ через Волгу войсками, сосредоточиваемыми для контрнаступления, предельно усложнила подвоз материальных средств. Дорожниками, автомобилистами и ездовыми принимались все возможные меры для лучшего использования автомобильного и гужевого транспорта. В целях уменьшения потерь и ускорения погрузочно-разгрузочных работ автотранспортные колонны были сокращены до 8—10 машин. Вместо сквозных автоперевозок через Волгу применили расчлененную форму подвоза: одна группа автомобилей доставляла грузы к переправе, а другая — от переправы до мест выгрузки. Объем погрузочно-разгрузочных работ увеличился, но зато значительно улучшилось использование транспортных средств.
В результате напряженной работы личного состава тыла к началу контрнаступления в войсках и на складах были созданы минимально необходимые запасы материальных средств. В целом они были меньше установленных норм, но при правильном их эшелонировании и целесообразном использовании надежно обеспечивали войска ударных группировок.
Обеспеченность фронтов основными видами боеприпасов к началу контрнаступления под Сталинградом была различной и колебалась: по винтовочным патронам — 1,8–3,2 боекомплекта; 120-мм минам — 1,2–2,7; 76-мм пушечным выстрелам дивизионной артиллерии — 1,8–4,0; 122-мм гаубичным выстрелам — 0,9–3,3 и т.д. При этом на складах фронтов оставалось лишь 0,2–0,5 боекомплекта боеприпасов, остальные находились в войсках и на огневых позициях. Горючим и продовольствием фронты были обеспечены примерно одинаково. Высокооктановых бензинов имелось по 7,8 заправки, бензинов Б-70 и КБ-70 — 10,6, автобензина — 3,3, дизельного топлива — 8,8, керосина тракторного и лигроина — 11,3 заправки и продовольствия по 10–15 сутодач.
С приближением холодов во фронты стало поступать теплое обмундирование. Личный состав частей, в первую очередь на переднем крае, получил валенки, полушубки, шапки-ушанки, теплое белье. Материальные ресурсы для обеспечения войск часто изыскивались и на месте. Например, для Сталинградского фронта с помощью местных партийных и общественных организаций из Сталинградской, Астраханской и Саратовской областей к 1 ноября 1942 г. было доставлено 8 тыс. пар валенок, 16,5 тыс. телогреек, более 30 тыс. пар нательного белья и другое имущество, а также значительное количество продовольствия и фуража.
Подготовка тыла к операции проводилась скрытно. Задачи до исполнителей доводились устно, подвоз материальных средств, передвижение личного состава осуществлялись в темное время суток. В результате потери в тыловых частях в этот период были незначительны, противнику не удалось установить подготовку наших войск к контрнаступлению.