1942年9月14日，保盧斯將軍被授權指揮所有在史達林格勒地區的德軍部隊，也就意味著他不僅可以調動第6集團軍的兵力，也有權使用霍特第4裝甲集團軍的第48裝甲軍。統一指揮權的目的只有一個，利用蘇軍在史達林格勒外圍的崩潰，一鼓作氣奪取城區，於是德國裝甲兵、步兵和戰鬥工兵最苦逼的巷戰開始了。
（德軍也用波波沙）巷戰開始之初蘇軍是比較慌亂的，第62集團軍原司令員洛帕京將軍認為根本守不住城市，結果被督戰的赫魯雪夫當場拿下，名將崔可夫走馬上任。崔可夫堅持了不到48小時，手裡也沒剩幾個兵了，在他的請援下，9月15日夜幕之下，羅季姆採夫少將率領的近衛步兵第13師西渡伏爾加河投人戰鬥，他們以巨大的犧牲破滅了保盧斯企圖在9月16日佔領城市中心的幻想，當然，這個近衛步兵師也幾乎是傷亡殆盡。
同樣，進攻城區的德軍各師也是傷亡慘重精疲力盡，說什麼也得喘口氣補充一下，然而小鬍子已經越來越不耐煩，直接電示保盧斯：「趕緊完成這項行動，史達林格勒必須拿下」！於是德軍只好恢復進攻，戰至9月26日，按巷戰的傳統標準評判，史達林格勒基本可以認定為陷落：德軍已經佔領城區的80%以上和中心城區的90%，德軍巴赫少將第71步兵師的若干分隊甚至前出到了河邊。
（巴甫洛夫中士）然而就在城區的中心，尚有幾座建築掌握在蘇軍手中，9月26日深夜，近衛第13步兵師殘部奉命逆襲德軍，該師所屬近衛第42步兵團三營七連在反擊中再次幾乎拼光，四個蘇軍士兵衝進了其中的一座四層樓房，領頭的是代理排長雅科夫·巴甫洛夫中士，為嘛只是個中士呢？因為該排排長和所有高級士官都已經犧牲了，中士成為最高軍銜。
這座樓房是個鋼筋混凝土結構的公寓，不僅堅固還極具戰術價值，因為它位於史達林格勒市中心的一個十字路口，由於整個城區已被炸得一片廢墟，所以在這座樓房的南、北、西三個方向上，都可以有1000米以上的防禦視野，而東邊距離蘇軍控制的伏爾加河陡壁只有百餘米之遙，注意史達林格勒城市的布局，它是沿著西岸邊沿河的走向呈狹長形存在的。
（巷戰中的德軍）巴甫洛夫中士馬上意識到了這座大樓的重要性，立即上報團部請求增援，同時開始對大樓進行防禦布置。而近衛第42步兵團也儘量派來了能夠組織起來的力量，先後到達的有一個機槍排殘部（7人）、一個反坦克小組（6人）和一個迫擊炮小組（4人），總計有21名各民族士兵，其中還有一名猶太人。而巴甫洛夫還在地下室發現了10多個躲藏的居民，其中有四名男子被武裝起來投入戰鬥。
應該說這名中士還是很有戰鬥經驗的，他命令反坦克小組攜帶反坦克槍佔據樓頂，迫擊炮也架了上去，專打德軍坦克和裝甲車，然後在三個方向上的窗口都布置了機槍。同時還打穿了地下室與樓層之間的地板，從而使蘇軍士兵可以迅速而隱蔽地轉移射擊位置，另外，還挖了一條通往伏爾加河西岸峭壁的一道交通壕，隨時可以進行聯絡和補給。
（蘇軍機槍陣地）所以巴甫洛夫排能夠守住大樓，與伏爾加河兩岸蘇軍的火力與物資支援密不可分，西岸堅持的蘇軍不斷通過交通壕運來彈藥和給養，而東岸樹林裡蘇軍的重炮、高射炮則能夠及時提供火力支援，而沒有作戰能力的十多個平民則充當了輜重員和通訊員的角色，使這25個戰鬥兵（實際上並非23個，有兩人不知姓名）的戰鬥效能能夠發揮到了極致，這座大樓也因此被命名為「巴甫洛夫大樓」。
德軍從1942年9月27日起猛攻這座大樓，第71步兵師也是賣了力氣的，但是始終未能成功，這裡面有若干因素影響著德軍作戰的效果：第一，第八航空軍的斯圖卡轟炸機不太敢過分接近伏爾加河，因為對岸的防空火力很強，也不是一次沒轟炸過，但是顯然效果不佳。再加上這座樓非常結實，遠程炮火雖然打得它殘垣斷壁，但是主體構架仍然存在，遂成為一座防禦要塞。
（蘇軍進行巷戰）第二，德軍坦克在掩護步兵衝到樓下時，必然遭到樓頂反坦克槍和迫擊炮的打擊，坦克的頂部裝甲有比較薄弱，很容易中招。而由於距離太近受仰角所限，坦克炮還沒辦法對樓頂進行直瞄射擊，所以幾次進攻行動都被瓦解了。第三，少數幾次德軍步兵衝入大樓後，由於不了解巴甫洛夫們的防禦設計（有點地道戰的意思），很快會被蘇軍集中兵力和火力逐退。
第四點是「巴甫洛夫大樓」並非孤軍奮戰，其所在的第42近衛步兵團殘餘部隊，仍然控制著周圍包括麵粉廠大樓在內的幾座建築，隨時可以對「巴甫洛夫大樓」進行支援，第7連連長也多次通過地道前來指揮，所以德軍的進攻不僅僅是針對一座樓房的，而是一整片的防禦支撐點。
（被轟的面目全非的大樓）最關鍵的第五點，是德軍在巷戰中不敢展開太多的兵力發動進攻，每次都是連、排級規模，而不是大家想像那樣以一個師對付20多人，這個道理很簡單，面對東岸蘇軍的炮群和樓房裡的火力點，大規模的步兵衝鋒很容易遭到炮火覆蓋和機槍掃射，那就是無謂的送人頭了。所以實際上，大樓的爭奪每次都是分隊級戰鬥，也是巷戰中最常見的攻防方式。
「巴甫洛夫大樓」保衛戰盡顯史達林格勒戰役的殘酷和血腥，蘇軍士兵從9月26日的夜裡算起，一直堅持到了11月25日，整整58天後仍然牢牢地控制著它，成為德軍企圖佔領史達林格勒全城碰到的最硬一顆釘子。戰至11月下旬，由於蘇軍已經開始進行大反攻，保盧斯被迫收縮兵力組織防禦，「巴甫洛夫大樓」保衛戰宣告勝利結束。
（史達林格勒的巷zhan）