突擊塔特辛斯卡亞

第24坦克軍隸屬於蘇軍第3親衛軍團，第3親衛軍團由德米特里·列留申科指揮，配屬在由尼古拉·費多羅維奇·瓦圖京指揮的西南方面軍，第24坦克軍是方面軍的主要突擊力量，因此它不會被派作突破敵人防線的前鋒，而會被作為友軍突破敵人防線後的後續進攻部隊。

蘇軍第3親衛軍團的進攻開始於1942年12月16日，為了突破軸心國軍的戰略防線，列留申科命令他屬下的另外兩支部隊（第17及第25坦克軍）進攻首輪進攻。

第24坦克軍被命令在12月17日上午11時30分投入戰鬥，當時第17及第25坦克軍已進行縱深突破及包圍義大利第8軍團及攻擊卡爾·阿道夫·霍利特指揮的霍利特作戰集團，第25坦克軍向塔特辛斯卡亞以東的Morozovskaya，這兩個突破行動目的是中止德軍進行中的冬季風暴行動。

蘇聯詳細軍事行動顯示第24及第25坦克軍的突破行動（3GD箭头=第24坦克軍；沒有標籤的箭头=第25坦克軍）

突擊行動的目標是位於塔特辛斯卡亞的機場，這裡是德國空軍對被包圍在史達林格勒的第6軍團提供空運補給的主要基地，1942年12月24日平安夜，它們從3個方向攻佔機場，機場當時可能沒有收到警號，因此當時空運運作仍然繼續，一名蘇聯紅軍軍官描述當時看到的情況：

我們的坦克突入塔特辛斯卡亞的空軍機場，首先突入的是涅查耶夫上校的坦克營，敵人的火炮與我軍的坦克爆發激烈戰鬥，德軍向我軍坦克投擲手榴彈，但我軍一些坦克突破納粹的防線，當我軍消滅了敵人的巡邏隊後，蘇軍士兵向德軍的領航員開火，這些領航員正指揮德軍飛機升降（來自一名蘇軍士兵的口述）。

第24坦克軍報稱在機場破壞了超過300架飛機，包括72架Ju 52運輸機或幾乎10%的德軍空運力量，機場的防衛很快被突破，當時超過100架運輸機在戰役中逃走，德軍方面損失慘重，由於坦克只有少量炮彈，幾乎所有被破壞的飛機均遭坦克撞毀，亦有一些在火車車卡上的坦克被破壞，它們本來是被運來加強對史達林格勒的空運力量。

當機場被攻佔後，第24坦克軍的後路被切斷，并發現當地沒有物資可供它們使用。

當機場及市鎮被攻佔時，巴達諾夫非常清楚自己的部隊已被切斷，德軍第24機械化旅從北面進迫過來，12月26日第24機械化旅已切斷了蘇軍第24坦克軍的後路，德國頓河集團軍司令埃里希·馮·曼施坦因命令第48裝甲軍屬下的第6及第11裝甲師向突入的蘇軍反擊，切斷深入的蘇軍第24坦克軍及第1親衛機械化軍團之間的連繫，在北面，一支混合裝甲部隊封鎖了任何可供其他蘇軍支援第24坦克軍的道路，德軍指揮官更召集第306步兵師投入戰鬥，這些部隊被集中一起消滅突入的蘇軍第24坦克軍。

蘇聯最高統帥部命令方面軍司令立即支援巴達諾夫的部隊，可用的單位是蘇軍第25坦克軍，但在之前的激烈戰鬥後只剩下25輛坦克，及亦在之前戰鬥中損失慘重的第1親衛機械化軍團，它們得到步兵的增援，但不足以突破到塔特辛斯卡亞，令巴達諾夫的部隊需要在12月28日自行突破包圍，在突圍中第24坦克軍損失大量兵員及物資，但亦給予德軍很大殺傷，德軍參與救援史達林格勒的部隊需要被撤回以應付突襲部隊，而德國空軍珍貴的運輸機遭到破壞，很多飛行員及地勤人員死亡，第24坦克軍報稱擊毀了84輛坦克及106門大炮，共有12,000名軸心國士兵陣亡，另有大約5,000人在行動中被俘。