В конце июня 1942 года на фронте от Таганрога до Курска стояло пять армий вермахта. Группа армий «Юг» была разделена на две части: южную группу «A» под командованием фельдмаршала фон Листа и северную группу «B» под командованием фельдмаршала фон Бока. 28 июня в соответствии с оперативным планом почти миллион солдат вермахта перешли в наступление на южном направлении. Танки Клейста форсировали Северский Донец. Поскольку советское командование ждало наступления на московском направлении, а основная часть сил на юге была уничтожена в ходе последней неудачной операции Тимошенко, Клейст практически не встречал сопротивления. Значительный перевес в живой силе и недостаток в танках не позволяли РККА провести даже местные контрудары.
Форсировав Дон, танки Клейста разделились на две колонны. Одна двинулась на Краснодар, а вторая – в сторону Ставрополя. 8 августа немецкие танки вошли в Майкоп – первый нефтяной район, который, однако, был полностью разрушен отступавшими частями Красной армии. Впоследствии немцы так и не смогли наладить здесь добычу нефти. Одновременно два танковых корпуса, продвигавшихся севернее среднего течения Кубани, повернули на Грозный. Но постепенно начала сказываться оторванность передовых частей фон Клейста от баз снабжения. Коммуникации настолько удлинились, что автоколонны, подвозившие горючее, тратили в пути большую часть груза. Топливо приходилось доставлять на самолетах. 9 августа танки Клейста заняли Пятигорск, но им пришлось несколько недель ждать горючего. 25 числа наступление продолжилось, но вскоре окончательно застопорилось в Моздоке и южнее Нальчика.
В ноябре 1942 года фон Клейст был назначен командующим вновь созданной группы армий «A».
Советское командование планировало встречными ударами Южного фронта и Черноморской группы войск окружить 1-ю танковую армию, прорвав оборону противника на линии Тихорецк – Ростов-на-Дону. В январе 1943 года Красная армия начала наступление и без особых усилий прорвала оборону союзников Германии по фашистской «оси». Положение стало катастрофическим. Клейст засыпал ставку требованиями разрешить отвод войск. Наконец Гитлер буквально в последний момент разрешил отход частей вермахта с Кавказа. 1 февраля 1943 года в разгар сражения Клейсту было присвоено звание генерал-фельдмаршала.
