11 ноября противник начал на фронте 56-й армии активные действия разведывательных танковых и моторизованных групп в направлении на Большие Салы и по рубежу реки Тузлов, перебросив туда часть сил с шахтинского направления. Авиация противника проводила усиленную разведку района Ростов, Новочеркасск и к востоку от него. В то же время она усиленно бомбила ближайшие железнодорожные станции, находящиеся к югу и северу от Ростова.
В 8 часов утра 17 ноября, невзирая на начавшееся в это же самое утро наступление нашей 37-й армии, танковая армия Клейста перешла в наступление на фронте 56-й армии, нанося главный удар в направлении Большие Салы, в стык 317-й и 353-й стрелковых дивизий. По мнению штаба Южного фронта, Клейст решился на эту авантюру потому, что он «не понял, что приобретшие богатый опыт войска Южного фронта созрели для наступательных операций. Не веря в наши силы, недооценив перехода в наши руки инициативы и желая компенсировать свою неудачу… в районе Шахты, Каменск, противник решает сделать скачок к Ростову». Главный удар немцы наносили со стороны Генеральское, Несветай на Большие Салы и далее на Щепкин, Ростов. К 10 часам танки и батальон моторизованной пехоты прорвали фронт 317-й стрелковой дивизии и ворвались в Большие Салы. В результате уличного боя к 17.30 этот пункт был захвачен противником. Пехота 317-й стрелковой дивизии осталась на своих местах и вела упорную борьбу с автоматчиками и моторизованной пехотой немцев, отрезая ее от прорвавшихся танков. Однако управление боем со стороны командования 317-й стрелковой дивизии было организовано слабо. В ходе боя оно потеряло связь с командованием 56-й армии, а также с полками своей дивизии и в течение шести часов не могло этой связи восстановить. На остальном фронте части 56-й армии к исходу дня 17 ноября удерживали прежние рубежи.
Неудачи советских войск были связаны прежде всего с успехом дивизии СС «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер». 17 ноября части из этого соединения обошли город с востока, а разведрота эсесовцев под командованием гауптштурмфюрера Шпрингера захватила полностью исправный железнодорожный мост через Дон и удерживала его до подхода танков. За эту операцию Генрих Шпрингер впоследствии получил одну из высших германских наград — «Рыцарский крест».
Приказом командующего 56-й армией от 17 ноября (№ 0030) командующему оперативной группой, имеющей в своем составе 353-ю и 343-ю стрелковые дивизии, генерал-майору А.И. Козлову было приказано нанести контрудар и уничтожить прорвавшиеся части противника в районе Большие Салы, Несветай, используя для этого танковый батальон 6-й танковой бригады. Вследствие плохой подготовки контрудар, последовавший с утра 18 ноября, не дал положительных результатов, и немцы, подтянув резервы, сумели удержать за собой Большие Салы. 18 ноября войска противника при поддержке 100 танков перешли в наступление из района Большие Салы на Красный Крым с целью расширить прорыв и уничтожить наши левофланговые части. Немецкие танки шли на малых интервалах и дистанциях темпом движения пехоты. В интервалах между танками находились группы автоматчиков. Противник был встречен огнем артиллерии 353-й стрелковой дивизии из района Султан-Салы и танков Т-26 с места; было уничтожено до 25 немецких танков. Несмотря на сопротивление, оказанное нашими войсками, противник к 16 часам захватил Красный Крым.
Части 317-й стрелковой дивизии РККА, оборонявшиеся по линии Несветай, Большие Салы, понесли большие потери и под угрозой окружения отошли. Дивизия приводила себя в порядок в районе Могила Курнакова, Щепкин.
Атака противника на фронте 343-й стрелковой дивизии в районе Чалтырь к концу дня 18 ноября была отбита. Прорыв противника в район Красного Крыма создавал опасность для правого фланга 353-й стрелковой дивизии.
В район Каменный Брод, Курган Бабичий, Буденный вышло к концу дня 18 ноября до полка мотопехоты 60-й моторизованной дивизии противника с 15 танками 14-й танковой дивизии.
Разведкой боем было установлено, что в районе Большие Салы действовали части 13-й танковой и 60-й моторизованной дивизий; на левом фланге, в направлении на Чалтырь действовала дивизия СС «Лейбштандарт СС Адольф Гитлер». Результат боев в течение дня 18 ноября подтвердил, что главный удар силами одной танковой и одной пехотной дивизий противник наносил через Большие Салы на Ростов.
Войска 56-й армии к концу дня 18 ноября занимали следующее положение: 64-я кавалерийская дивизия подготовляла оборону на левом берегу Дона на рубеже Багаевская, Арпачин; 70-я кавалерийская дивизия располагалась в Новочеркасске; 68-я кавалерийская дивизия занимала рубеж Грушевская, Камышеваха; 1-е Ростовское артиллерийское училище (1 РАУ) обороняло район Каменного Брода; 317-я стрелковая дивизия отошла из н/п Большие Салы в район Могила Курнакова, Щепкин; 353-я стрелковая дивизия находилась в районе Султан-Салы; 343-я стрелковая дивизия обороняла рубеж высоты 68,2, 105,7, Чалтырь; 54-я танковая бригада была выдвинута из резерва в районы Щепкин и Султан-Салы; 347-я стрелковая дивизия занимала район Аксайская, Ольгинская, Батайск; 62-я кавалерийская дивизия располагалась в районе устья реки Дон, Рогожкино, Кагальник. Выдвинутые из резерва части 31-й стрелковой дивизии и 6-й танковой бригады заняли новый рубеж для обороны: балка Щепкино, высоты 119,8, 119,5 и 197,0. Таким образом, в течение 17 и 18 ноября противнику удалось прорваться в район Большие Салы, Красный Крым.
19 ноября утром немцы атаковали Щепкин с двух направлений: со стороны Буденного и со стороны Большие Салы. К 13 часам обе группы противника преодолели рубеж балки Щепкин и достигли совхоза 4 км севернее Орджоникидзе. Будучи задержаны здесь огнем нашей артиллерии и танками, они вынуждены были отойти. Однако к 14.30 до 100 танков прорвалось к северо-восточным предместьям Ростова, в тыл 56-й армии. Соединения армии получили приказ: к 18 часам 19 ноября отойти на рубеж Ростовского оборонительного района с задачей — прочно удерживать этот рубеж. К инженерным работам по укреплению Ростова 56-я армия приступила слишком поздно.
20 ноября в 4.30 начальник Генштаба маршал Шапошников от имени Ставки Верховного главнокомандования дал командарму 56А генералу Ремезову категорическое указание: «Город Ростов должен быть удержан при всяких обстоятельствах. Драться до последнего бойца».
20 ноября в 8.50 (директивой № 004997) Ставка Верховного главнокомандования приказывала командующему Закавказским фронтом: «Оказать содействие 56 отдельной армии действиями бомбардировочной авиации, для чего срочно перебазировать 132 авиадивизию ДБ в район Армавир, Тихорецкая для работы по заданиям командования 56 армии. Прикрытие — истребителями 56 отдельной армии».
С утра 20 ноября германские части возобновили наступление, нанося удар в следующих направлениях: а) из района Щепкин силами до полка мотопехоты, поддерживаемого 100 танками, стремясь выйти в район Орджоникидзе, захватить Аксайскую переправу и отрезать части 56-й армии с востока; б) из района Красный Крым противник действовал в направлении на Каменоломни силами до полка мотопехоты при поддержке 50 танков с целью прорваться к вокзалу и захватить железнодорожный мост.
В течение всего дня шли упорные бои на подступах к Ростову, где части 343, 353-й и 31-й стрелковых дивизий, 230-й стрелковый полк НКВД и выдвинутая из резерва на северо-западную окраину Ростова 347-я стрелковая дивизия с переменным успехом отбивали наступление танков противника. Части 31-й стрелковой дивизии, оборонявшиеся на участке выс. 110, 2, опушка севернее Чкалова, Мясникован, (иск.) Ленинаван к 15 часам не выдержали танковых атак противника. В районе Каменоломень ему удалось прорваться в тыл нашим войскам и проникнуть в город. 31-я стрелковая дивизия начала отходить. К исходу дня 20 ноября положение на фронте 56-й армии ухудшилось, так как в результате прорыва танки противника проникли в районы Орджоникидзе и Красный Город-Сад, охватывая Ростов с северо-запада и северо-востока. К 17 часам 20 ноября батальон автоматчиков, поддержанный 30–40 танками, прорвался к вокзалу со стороны Нижне-Гниловской и Красного Города-Сада и стал распространяться к центру города, выходя в тыл частям 353, 31, 347-й стрелковых дивизий, к железнодорожному мосту и в южную часть города по направлению к Буденновскому проспекту и улице Энгельса.