定的，但由于后来形势有所变化，所以建议要部分地改变《土星》战役计划，改变在于主突方向不是向南，而是向东南，以便夹击敌“博科夫斯卡亚——莫罗佐夫斯克集克集群，推进到到他们的后方，并全歼之”。西南方面的近卫第1和第3集团军应该包围并消灭意大利第8集团军及“霍利特”战役集群，而后再向莫罗佐夫斯克进攻。同时，沃罗涅日方面军第6集团军的任务是从上马芒以西地区向坎捷米罗夫卡总方向实施突击，以保障西南方面军突击集团的进攻。坦克第5集团军受令，与第5突击集团军相互配合粉碎下奇尔斯卡亚及托尔莫辛地区的敌军，以便完全孤立被围兵团。修订后的战役计划改名为《小土星》。
驻在西南方面军和沃罗涅日方面军左翼当面的敌军集团，在苏军进攻前得到了很大的加强。留如，德军步兵第384师和坦克第27师就是在这种情况下增补到博古恰尔地区的。德军最高统帅部还在继续充实“顿河”集团军群。苏军备方面军的编成内也增加了增援部队。
在新卡利特瓦至下奇尔斯卡亚地段上，与西南方面军和沃罗涅日方面军左翼突击集团相抗衡的有意大利第8集团军的主力、“霍利特”战役集群的以及罗马尼亚第3集团军余部，一共27个师，其中有4个坦克师。
从下表中可以看出1942年12月16日前顿河中游双方兵力和兵器的对比。（在新卡利特瓦到下奇尔斯卡亚长430公里的地带内）。
兵力和兵器苏军 德军比例
师 （个）36 27 1·3：1
人数〔个） 415476 459000 1：1·1
坦克 （辆） 1030600 1·7：1
火炮和边击炮（门） 502462281：1·2
战斗机 （架）309 500 1：1·6
注1：包括战斗部队和后勤部队的人数
注：250毫米迫击炮和高射炮不算在内
注3：此外，苏航空兵还有106架717O——2型和P—5型飞机作为夜航轰炸机用
可见，苏军心敌人相比在人员、火炮的数量上比较少，航空兵也不如敌人，但是坦克占有绝对的优势。然而，苏军在主要突击方向上的实力与敌相比处于压倒优势。
12月16日，进攻开始了。8时整，强大的炮火猛攻敌人。一个半小时的炮火准备使战场上硝烟弥漫，炮兵进行了面积射击。直到中午，飞机还不能起飞，炮兵火力又未能压制住敌人的火力配系，这次部队行动遇到了困难。9点30分，他们向敌人阵地冲去。
Ф·M·哈里托诺夫中将率领的第6集团军和B·N·库兹涅佐夫中将率领的近卫第1集团军各部队从冰上和建立的各渡口强渡顿河，并从奥谢特尔登陆场开始进攻，在宽大正面上向敌人阵地冲击。敌人进行了顽强的抵抗但仍被苏军士兵的勇猛顽强精神和高超的战斗技能击退了。在第6集团军步兵第350师进攻的地段上，敌人在向杰烈佐夫卡居民点突破时，利用土木火力点的火力阻止了步兵第118团一个营的行动。这时，班长普罗卡托夫中士勇往直前，跑过冰冻的顿河，不顾陡峭和结冰的岩礁，登上了高地，向土木火力点爬去，用自己的身体堵住了枪眼。这位爱国军人献出了自己的生命，但敌人火力点沉寂下来。步兵第118团的一个营顺利地渡过河并占领了这个登陆场，师里的其他部队和分队也都从这里渡河，占领了登陆场。
经过三个小时的战斗，第6集团军的几个师冲进新的利特瓦和杰烈佐夫卡，并向敌防御纵深楔入了2—3公里。中午前，近卫第1集团军的几个步兵团在集团军两翼上又向前推进了1·5至2公里。为了加决突破敌防御战术地幅的速度，两个方面军的司令员将坦克第25、18和17三个军投入战斗。
但是由于没有进行予先的工程侦察，坦克一开始就碰上了地雷，遇到伤亡，不得已，进攻只好哲停等待排除地雷障碍。
下午云消雾散，航空兵向敌战斗队形和敌机场实施突击。苏军和德军飞机在空中展开了激战。敌人对苏进攻步兵师的推进进行了顽强的抵抗，企图将他们逼退到出发地段，并将战役预备队投入反攻。第一天快结束时，苏军在第6集团军进攻地带上向前推进了4到5公里，在近卫第1集团军主要突冲方向上，向前推近了2至3公里，而近卫第3集团军这天则没有什么进展。
12月17日，第6集团军和近卫第1集团军的步兵部队继续发展进攻。敌人用炮火、反攻及飞机轰炸强击等形式疯狂阻止苏军部队及兵团的推进。但是，各步兵师得到了航空兵和坦克部队的很好配合，进一步发展了初步取得的胜利。日终前，第6集团军各部队突破新卡利特瓦，杰烈佐夫卡地区的敌防线，消灭了敌人剩余的抵抗基点，继续扩展进攻。参加突破的坦克第17军，边战斗边向坎捷米罗夫卡方向推进。
近卫第1集团军备部队，从下马芒、上马芒、下戈尼卢沙行动，在向南和东南方向上发展攻势时，于12月16日至28日的战斗中突破了意大利步兵第3师和德军步兵第298师的防御。在该集团军进攻地搭参加突破的有坦克第18、24和25军。坦克第24军各部队于1942年12月17日11时30分开始在上马芒、下马芒地区强渡顿河。“18时30分，部队渡河结束后，参加了突破，其任务是在坦克第18和第25军的后面发展战果，日终前，占领特韦尔多赫列博沃、拉斯科夫卡、韦尔韦科夫卡，之后再在南方向发展战果”。
从克鲁日林——博科夫斯卡亚地区以东进攻的ё·ё·列柳申科中将率领的近卫第3集团军也突破了敌人的防御。12月18日，近卫机械化第1军与该集团军步兵第14军一起占领了阿斯塔霍夫、科尼科夫、博科夫斯卡业和旧泽姆佐夫等居民点。
在西南方面军右翼的П·Л·罗曼年科中将率领的坦克第5集团军，以步兵第32l师和机械化第5军的力量强渡了奇尔河，并攻占了正面达15公里，纵深达五公里的登陆场。
这样，经过三天的激战，西南方面军和沃罗涅日方面军左翼部队从几个方向突破了敌人异常坚固的防御，并经过战斗强渡过顿河和博古恰尔卡河。近卫第1集团军和第6集团军的进攻地段为主要突击地段。在这里突破敌人的防御正面宽60公里，进攻部队向纵深推进40公里，并前出至博古恰尔卡河65岸。近卫第3集团军突破敌人防御正面20公里，向纵深推进15公里。前线地面部队的行动得到K·H·斯米尔诺夫将军和C·A·克拉索夫斯基将军的航空兵第2和第17集团军的积极支援。
在激战中，苏军进攻部队歼灭意大利步兵第3和第9师，德军步兵第294、第298师，并使意大利步兵第25师遭到了巨大损失。“冲过顿河的俄军全力向意大利第8集团军冲击……不停顿的撤退开始了。俄国人的坦克在几处楔入了第8集团军的防线，致使中断了对部队的集中指挥。预备队在第一天就消耗充了”。
730·曼施泰因在回忆录中谈到了当时发生的事件。“—切都是从集团军群左翼开始的，更确切地说，是从霍利特集群左翼开始的。
意大利集团军结局如何，有关详细情况无法知道。看来，那里仅有一个轻型步兵师和一两个步兵师近行了认真的抵抗。12月20日清层，一个指挥意大利军队右翼的德国将军（军长）来报告说，隶属他的两个意大利师在匆忙撤退。看来，有关敌两个坦克军已楔入翼侧的消息是撤退的原因。这样一来，霍利特集群的翼侧己完全空虚无防了。
当霍利特将军将此事报告给集团军群指挥部时，指挥部当即下令，让那位将军（其实，他是由‘B’集团军群管辖）用一切办法阻止意大利步兵师的撤退。霍利特集群也接到命令，仍坚守上奇尔河上的阵地，保障自己的翼侧，并将一个兵团成梯次配置在那里。但是在这一天之内，霍利特集群薄弱的正面就有两处被突破。罗马尼亚步兵第7师擅自撤退。负责这个地段的罗马尼亚第1军司令部也张慌失措地逃离了指挥所。12月20日晚，霍利特集群纵深和翼侧的情况十分模糊，谁也不清楚，该集群的友军，即意大利军队是否还在什么地方抵抗，在霍利特集群后方到处可以看见敌坦克的先遣部队，它们甚至开到了卡缅斯克——沙赫京斯基市附近顿涅茨河的重要渡门。
以后的两天里，霍利特集群所在地段的局势越来越紧张了。集群的路线已被突破，苏联人扫除了自己前进路上的意大利军队的地带，其坦克部队行动十分自如。我翼侧和后方无论用什么掩护也都将受到敌坦克部队的威胁。这种威胁很快就要影响到罗马尼亚第3集团军”。
敌人指挥部匆忙地从大后方和正面毗邻地段往突破地段新调集了几个兵团。据侦察报告，援军有德军步兵第385、第306师以及坦克第27师。我必须加快推进速度，使敌人来不及设防固守。
12月19日，最高统帅部大本营将沃罗涅日方面军第6集团军拨给西南方面军指挥。
苏军进攻发展顺利。坦克兵团和机械化兵团在这次战役中起到了主导作用。近卫第1集团军和第6集团军的坦克第17、18、24、25军以及近卫第3集团军的近卫机械化第1军在急速向敌占区纵深南部和东南方向推进的同时，还歼灭了敌军撤退的纵队和后勤部队。步兵部队在利用和巩固快速兵团战果的同时，紧随他们向前推进。进攻是在严冬条件下进行的。厚厚的积雪和严寒增加了行动的困难。但是苏联军人克服了这些阻难。乘汽车的快速支队、坦克纵队、骑兵队和滑雪队切断了仓煌逃窜之敌的退路，从翼侧将他们包围，并从后方袭击他们。敌人将大量汽车、马车、弹药、食品和武器丢弃在路边和居民点。
航空兵第17、2集团军给予地面进攻部队以巨大的支援。他们在复杂气象条件下，表现出了很高的战斗积极性。
第6集团军各部队把敌人从皮萨烈夫卡和塔拉地区赶出后，继续向坎捷米罗夫卡前进。12月19日，П·П·波卢博亚洛夫将军率领的坦克第17军的战士们以急速突击控制了德军这个支撑点。12点整，坦克第174旅冲入城南郊，占领了车站，那里的铁道上停着许多装有弹药、食品的列车。在这同时，坦克第66旅从东面突击，一路奋战，进攻市中心。摩托化步兵连在市北郊进攻。14点，第31摩托化旅开到城市附近，并从南和东南方向包围了该城。与敌人的巷战以苏军的胜利而告结束。20点时，坎捷米罗夫卡市的敌人被全部肃清。坦克第17军的这个成就保障了第6集团军整个突击集团的进攻。敌人在沃罗涅日与罗斯托夫之间的交通线被切断也具有重大意义。
坦克第17军的快速行动还为П·Ф·普里瓦洛夫少将的步兵第15军的推进提供了保障，并促进了其他坦克军的胜利（坦克第24和18军）。解放了坎拉米罗夫卡市后，П·П·波卢博亚罗夫将军的坦克第17军占领环形防御，等待第6集团军步兵兵团的开进，同时，将掉队的兵器集中起来，并想办法修复好。刚刚到来的第267师从坦克第17军手中接管了坎捷米杰夫卡市的防御。坦克手们继续前进，12月22日到23日两天，他们为占领沃洛申诺和苏林居民点进行了战斗。
在《1942年12月16日至1943年1月5日期间坦克第17军的战斗总结》中，对12月16日——23日的坦克第17军进攻行动作了如下总结：“方面军司令员和大本营的命令全部完成。在长达8天的激战中，全军冒着敌人的炮火，克服了坦克障碍，向敌防御纵深挺进了2百公里。军属各部队摧毁了敌人数个抵抗枢纽部和支撑点，收复了大约2百个居民点，还缴获了大量战利品，使敌人遭到巨大损失”。
西南方面军各部队在追击逃敌时，几个坦克军在12月20日冲入卢甘斯克州东北地区成为解放乌克兰的前奏。
在塔钦斯卡亚和莫罗佐夫斯克发展进攻的坦克第24和25军在敌人防御纵深进展尤为顺利。这两个军脱离步兵单独行动了110—120公里，饱尝了敌航空兵的苦头，粉碎了敌人的抵抗，将未被击溃的敌部队甩在后面，按照自己的行进路线迅速向前推进。
由坦克兵少将B·M巴达诺夫指挥的坦克第24军进攻尤其神速。该军12月19日投入战斗，在五个昼夜中，向纵深推进了2百公里左右，成功地捣毁了意大利第8集团军的后方。12月22日，他们在博利申卡、伊利英卡地域进行战斗，在那里俘虏了大量敌人。第二日日终时，该军占领了斯科瑟尔斯卡亚。敌人向莫罗佐夫斯克撤退，当巴达诺夫向塔钦斯卡亚运动时，敌人就停留在巴达诺夫部队后方和翼侧。
当斯科瑟尔斯卡亚的战斗结束时，夜幕快要降临了。兵器需要检修，而人也要休息。因弹药和油料不足，使形势变得更加复杂了。近卫坦克兵中将B·M·巴达诺夫在回忆录中写道：“离塔钦斯卡亚还剩约30公里。各部队指挥员打算白天战斗后，在斯科瑟尔斯卡亚过夜，到第二天早晨再开始行动