Уже 17 июля 1942 г. начались оборонительные бои на дальних подступах к Сталинграду. Противнику удалось прорвать нашу оборону, и его подвижные части вышли к Дону. Враг стремился с ходу захватить Сталинград, но этот замысел гитлеровскому командованию осуществить не удалось. Несмотря на ожесточённые бомбардировки и танковые прорывы, наши войска дрались до последнего патрона, до последнего бойца.
К сожалению, до Великой Отечественной войны противовоздушная оборона Сталинграда и других городов Поволжья не планировалась. Считалось, что если будет война, то мы переведём её на территорию противника. Уже в ходе войны, опираясь на её опыт, поняв крайнюю необходимость создания единой системы ПВО не только войск на поле боя, но и важнейших объектов на территории страны, ГКО Постановлением от 9 ноября 1941 года "Об усилении и укреплении противовоздушной обороны территории Союза" фактически оформил Войска ПВО в самостоятельный вид Вооружённых Сил, а в апреле 1942 года был образован Московский фронт ПВО. Во исполнение этого Постановления советское командование в срочном порядке сформировало и укрепило ПВО перечисленных выше городов и важных объектов Поволжья и Кавказа, создало огневые и авиационные группировки, придав им также аэростаты воздушного заграждения. Защиту Сталинграда с воздуха осуществляли Сталинградский корпусной район ПВО и 102 истребительная авиационная дивизия (иад).
Командующим корпусным районом ПВО был назначен и до конца Сталинградской обороны возглавлял его воспитанник Московской зоны ПВО, бывший командир 251 зенитного артиллерийского полка (зенап) полковник Е. Райнин. К июлю 1942 года в состав корпусного района вошли: 7 зенитных артиллерийских полков среднего калибра, 2 зенитных артиллерийских полка малого калибра, 12 отдельных зенитных артиллерийских дивизионов, 6 зенитных бронепоездов, 2 отдельных зенитных пулемётных батальона, 7 отдельных зенитных пулемётных рот и 19 отдельных зенитных пулемётных взводов, зенитный прожекторный полк, отдельный дивизион аэростатов заграждения, 6 отдельных батальонов ВНОС и отдельный батальон связи. 102 иад ПВО была введена в оперативное подчинение Сталинградского корпусного района.
Кроме основной задачи по защите Сталинграда от налётов воздушного противника, 102 истребительная авиадивизия обеспечивала прикрытие Астрахани, железнодорожных и водных путей сообщения, находившихся на территории корпусного района ПВО. Одновременно части 102 иад выполняли задачи фронтовой истребительной авиации: обороняли наши наземные войска на поле боя и на переправах, сопровождали бомбардировщиков и штурмовиков на выполнение ими боевых задач, сами наносили штурмовые удары по наземным войскам противника.
Зенитная артиллерия по своим боевым задачам обеспечивала круговое прикрытие объектов Сталинграда и уничтожала вражескую авиацию на ближних подступах к городу и над ним. Зенитная артиллерия среднего калибра составляла основу противовоздушной обороны города. Подобно тому, как и в Московской зоне ПВО, были созданы семь боевых секторов, в каждом из которых располагался полк среднего калибра, а наиболее ответственные сектора усиливались отдельными зенитными артиллерийскими дивизионами. Кроме того, отдельные дивизионы, батареи, роты обороняли на левом берегу Волги погрузочно-разгрузочные станции и пристани, паромные переправы через Волгу и т.д.
К 1 августа глубина наблюдения системы ВНОС в западном направлении вследствие продвижения противника сократилась с 250 км до 50 км. Время упреждения оповещения сократилось до 10-18 минут. А при подходе войск противника к окраинам Сталинграда посты ВНОС вообще пришлось разместить на крышах наиболее высоких зданий. Время на оповещение сократилось до 2-4 минут, и зенитные подразделения содержались в готовности к немедленному открытию огня.
Ход боевых действий войск Сталинградского корпусного района ПВО складывался в соответствии с наземной и воздушной обстановкой. В первоначальный период битвы, до 23 августа, когда шли упорные бои с наземным противником на дальних подступах к Сталинграду, немецкая авиация главным образом вела усиленную разведку вдоль основных железнодорожных магистралей с попутной их бомбардировкой. Всё это требовало последовательного активного наращивания усилий по противовоздушной защите путей доставки подкреплений, боевой техники, боеприпасов и другого необходимого имущества для действующей армии на сталинградском направлении, а также нефтепродуктов в глубь страны из районов Кавказа.
Сталинград был связан с "Большой землёй", откуда поступали подкрепления, боеприпасы, вооружение и др., всего лишь одной железнодорожной магистралью, которая находилась под постоянным наблюдением и прицелом люфтваффе. На каждой станции, как и в ходе битвы за Москву, у немцев были агенты абвера. Как только на станцию прибывали эшелоны с военными грузами (а там были и зенитные средства), эти агенты информировали немецкое командование, и вскоре следовал налёт немецкой авиации. Эшелоны подвергались ожесточённой бомбардировке. Уже тогда было установлено, что эффективность действий немецкой авиации при ударах по железнодорожным коммуникациям, не имеющим противовоздушного прикрытия, составляет 27-30%. А при наличии прикрытия эта эффективность резко снижается - до 5-7%. Зная это, немецкие лётчики в первую очередь стремились уничтожить развёрнутые на местности позиции зенитчиков и эшелоны, доставлявшие к переправам через Волгу в Сталинград все виды зенитных боевых средств.
Поэтому для обороны воинских эшелонов и их огневого прикрытия, а также мест разгрузки действовала и истребительная авиация ПВО, и зенитные платформы в составе каждого эшелона (по одной в головной и хвостовой части) с установленными на них в боевом положении зенитными орудиями малого калибра и пулемётными установками. Были созданы специальные зенитные бронепоезда, курсировавшие по железной дороге. И число их в ходе битвы постоянно наращивалось, их расчёты приобретали боевой опыт. Перед началом оборонительных боёв таких бронепоездов было шесть, а к концу Сталинградской битвы их число было доведено до 40! Даже новая техника, направлявшаяся на Сталинградский фронт с заводов, грузилась на платформы в боевом положении с боеприпасами и боевыми расчётами (конечно, только зенитные пулемёты и орудия малого калибра). Всё это способствовало достаточно эффективной защите эшелонов в ходе их движения от бомбардировок и штурмовки, а также возмещению потерянных в боях зенитных орудий и пулемётных установок вдоль магистралей и непосредственно в позиционных районах ПВО Сталинграда.
Конечно, не только массированными авиационными налётами определялись сильные разрушения города. Быстрое продвижение немецких войск к Сталинграду, наличие у их артиллерии механической тяги (ведь они конфисковали автотранспорт во всех завоеванных странах Европы) позволило уже в начале августа начать его обстрел из дальнобойных орудий. Кроме того, глубина города с запада на восток - небольшая, так как он сильно вытянут с севера на юг по правому берегу Волги. Это приводило к тому, что обстрел Сталинграда по площадям фактически приводил к нанесению серьёзного ущерба как объектам, так и жилым массивам города.
Немцы обычно использовали свою излюбленную тактику: нанесение прицельных бомбовых ударов с малых высот. Но это они могли делать только при отсутствии зенитного артиллерийского и пулемётного огня, а также аэростатов воздушного заграждения. Первые бомбардировочные налёты на Сталинград неприятель предпринял в конце июля группами в 20-45 самолётов на высотах 2000-5000 метров. Эти налёты совершались эпизодически, и зенитная артиллерия сравнительно легко отражала их, не давая немцам сбрасывать бомбы на обороняемые объекты.
В этот период в весьма сложных условиях пришлось действовать истребителям 102 иад. Вражеская авиация имела большие количественные и качественные преимущества и абсолютно господствовала в воздухе, особенно до прибытия туда нашей 8-й воздушной армии в начале августа. Немцы бросили под Сталинград свои лучшие эскадры - группу Геринга, истребители ПВО Берлина, 52-ю истребительную эскадру асов, на вооружении которых имелись новейшие марки истребителей типа "Мессершмитт-109, 110" и их модификации. Лётный состав противника имел большой опыт воздушных боёв.