Тимошенко тщательно проверил все детали операции: войска получили зимнее обмундирование; была собрана огромная для Красной Армии того времени автоколонна для подвоза боеприпасов и вывоза раненных – 380 грузовиков, 40 тракторов и 30 санитарных автомобилей. 37-я армия должна была пройти по немецким тылам 100 км, для снятия мин с дорог и форсирования четырёх рек, её 12 сапёрных батальонов, по расчётам, не хватало, их пополнили. Немцы могли ударить под основание клина 37-й армии и окружить её. Специально выделенные войска из 18-й армии (2 стрелковых дивизии) и из 9-й (1 стрелковая и 1 кавалерийская) должны были прикрыть 37-ю. (Вспомните об этом, когда мы будем рассматривать судьбу 33 армии). С войсками был проведён подробнейший инструктаж, включая какие именно снаряды должны быть в боекомплектах полковых и дивизионных орудий и как именно их использовать.

Наступление 37-й началось 17 ноября. Обычно оно начинается артиллерийской подготовкой. Но Тимошенко начал его не так. Он послал разведотряды посмотреть: не почувствовали ли чего немцы, не отвели ли за ночь свои войска, чтобы мы снаряды артподготовки выпустили по пустому месту? Точно! Немцы отошли на 8 км. Их догнали и уже тут накрыли артогнём.

Теперь немного о творческом замысле Тимошенко. Самая короткая дорога для немцев на Кавказ вела вдоль берега Азовского моря через Ростов-на-Дону. Тимошенко приказал здесь зарыться в землю армиям Южного фронта, одних противотанковых укреплённых районов только 9-я армия построила девять. Генерал Клейст не подвёл, 9 ноября он начал наступление там, где его и ждали. Тимошенко применил принцип – атаку врага надо встречать обороной. Но Клейст, теряя танки и людей прогрызал и прогрызал нашу оборону. Жуков уже давно бы силы, подготовленные для флангового удара, бросил навстречу Клейсту. Но Тимошенко не уменьшил их ни на солдата и продолжал готовить удар. 17 ноября ударил Клейсту под основание его удара.

А 18-го Клейст сманеврировал и прорвал фронт 56-й армии (подчинявшейся напрямую Ставке), защищавшей подступы к Ростову. Но к 19 ноября 37-я армия уже разгромила 14-й мехкорпус немцев и вышла в тыл Клейсту. А 21 ноября Клейст взял Ростов-на-Дону. Но к 23 ноября 37-я армия и части 9-й вышли на реку Тузлу в тылу немцев. Клейст наконец понял, куда он попал и начал спешно разворачивать свои дивизии для круговой обороны.

Некоторые считают, что Тимошенко должен был выйти к берегу Азовского моря и полностью перерезать сухопутные пути армии Клейста. С этим не просто согласиться. Во-первых полного окружения не получилось бы. Клейст снабжался бы по морю. Во-вторых, он построил бы прочную круговую оборону вокруг Ростова и ещё неизвестно, хватило бы ли у нас сил, чтобы уничтожить эти окружённые войска. А у немцев был бы плацдарм уже в Ростове.

Как бы то ни было, но Тимошенко 23 ноября перегруппировал свои войска и двинул их не к берегу Азовского моря, а прямо на Ростов, по тылам Клейста, громя их по дороге. Клейст не выдержал, оставил Ростов и, бросая технику и оружие, выскочил из мешка. 29 ноября Ростов-на-Дону был освобождён, а 1-я немецкая танковая армия практически разбита.

Маршал С. К. Тимошенко освободил первый советский крупный город в той войне.

Дадим слово сначала немцам. Начальник Генштаба сухопутных войск Ф. Гальдер в своём дневнике 30 ноября меланхолично записал:

«Отход 1-й танковой армии вызвал возбуждение у Гитлера. Он запретил отход армии на реку Миус, но это от него уже не зависело. Гитлер осыпал бранью главкома сухопутных войск. Главком после этого отдал приказ Рундштедту не отходить, но тот ответил, что выполнить приказ не может. Доложили Гитлеру. Тот вызвал Рундштедта …».

А другой немецкий источник сообщает такие подробности:

«Рундштедт потребовал отвода всей группы армий на Миус, с тем чтобы занять зимние оборонительные позиции. Но Гитлер запретил всякое отступление.