Большой опорой Павла Ивановича был начальник штаба армии полковник (а ныне генерал-полковник) Иван Семенович Глебов. К 39 годам он успел окончить артиллерийскую академию и Академию Генерального штаба, имел обширные военные познания, опыт работы в крупных штабах. Батов спокойно выезжал в войска, зная, что штаб в надежных руках. Он называл Глебова «математиком операции».

Вскоре была получена директива Рокоссовского, в которой были такие строки:

«Окруженный нашими войсками в районе Сталинграда противник направляет все усилия для того, чтобы выиграть время и дождаться помощи. Надо не терять ни одной минуты, бить врага на всех направлениях, рвать его части на куски и уничтожать, не давая объединиться. Военный совет фронта требует от войск стремительных, дерзких действий».

Наступление началось 10 января 1943 года после мощной артиллерийской подготовки. Предвидя ведение боевых действий в условиях города, Батов требовал от командиров соединений и частей приближения руководства к войскам.

Его наблюдательный пункт был в полосе 24-й стрелковой дивизии, в 600–700 метрах от переднего края. Дивизиям. первого эшелона пришлось буквально «прогрызать» вражескую оборону. Решающее значение имело использование артиллерии. В операции «Кольцо» впервые в военной практике в полосе прорыва 65-й армии была создана плотность артиллерии, превышающая 200 орудий и минометов на каждый километр фронта. Многие вопросы столь массированного использования артиллерии практически решались впервые. В своих воспоминаниях Батов писал, что под Сталинградом мы приобрели также опыт массового применения орудий прямой наводкой. По решению Батова артиллеристы успешно работали на НП общевойсковых командиров, организуя тесное взаимодействие пехоты и артиллерии.

К 17 января дивизии 65-й армии вышли к внутреннему обводу Сталинграда, а 26 января — соединились с защитниками города. Окруженная группировка была рассечена на две части и обречена. Жалкпм фарсом выглядело присвоение в этот момент Фридриху Паулюсу звания генерал-фельдмаршала. 31 января вновь испеченный фельдмаршал сдался в плен, за что был предан Гитлером анафеме! Утром 2 февраля командующий 65-й армией подписал боевое донесение, в котором докладывал, что вместе с другими армиями Донского фронта 65-й армия завершила уничтожение и пленение окруженного в районе Сталинграда противника.

Еще 29 июля 1942 года был учрежден орден Суворова трех степеней. Первый Указ о награждении орденом Суворова 1-й степени был опубликован 28 января 1943 года, когда завершалась операция «Кольцо». В этом Указе среди имен таких выдающихся военачальников, как Г. К. Жуков, А. М. Василевский, К. К. Рокоссовский, Н. Н. Воронов, награжденных высшим полководческим орденом, было имя и генерал-лейтенанта Батова.