Для развития общего стратегического наступления советских войск необходимо было в кратчайший срок покончить с армией Ф. Паулюса, что позволило бы высвободить войска, занятые у Сталинграда. Ставка приняла решение о ликвидации Сталинградского фронта и образовании на его основе Южного, наступление которого было развернуто на Ростов и Элисту. Проведение операции по уничтожению окруженной группировки, которое получило кодовое название «Кольцо», целиком возлагалось на Донской фронт генерал-лейтенанта К. К. Рокоссовского, в состав которого передавались с 1 января 1943 года 62, 64 и 57-я армии ликвидированного Сталинградского фронта. Представителем Ставки на Донском фронте был назначен генерал-полковник артиллерии Н. Н. Воронов.
На командном пункте 64-й армии побывал командующий фронтом К. К. Рокоссовский, состоялся обстоятельный разговор. Шумилов, понимая, что войска армии не имеют численного превосходства над противником, попросил у комфронта усилить армию артиллерией, огонь которой в этой ситуации должен был иметь решающее значение. Но Рокоссовский тактично заметил, что придется обойтись тем, что есть у армии в наличии, а в конце совещания обратился к Шумилову: «Учтите, главная ваша задача: огнем и активными действиями на отдельных участках истреблять врага, сковывать его силы и по возможности притянуть на себя часть его резервов».
Начальник армейской артиллерии полковники. С. Петров[65] разработал оригинальный план артиллерийского обеспечения наступательной операции. Утверждая этот план, генерал Шумилов заметил: «Мне, как участнику многих атак на полях гражданской войны, войны в Испании и нынешней, приходилось не раз видеть, как срывались наши атаки из-за того, что противник останавливал нас заградительным огнем перед своим передним краем. А ведь это происходит в самый решающий момент атаки. Вот почему, товарищи артиллеристы, важно не дать врагу ставить такой огонь на пути нашей пехоты. Заткните глотку вражеских орудий и минометов своим огнем — вот вам и успех атаки. И еще, организуйте получше огонь орудий прямой наводки. Не оставляйте пехоту без их поддержки. Сейчас зима. Снега глубокие. Тащить орудия трудно. Тут мы и пехотинцам скажем, чтобы помогали расчетам. Это и будет настоящим братством на поле боя».
Тщательное изучение обстановки подсказало план операции «Кольцо» — рассечь «котел» по прямой линии с запада на восток, уничтожив на первом этапе вражеские войска в юго-западном выступе. Кольцо наших войск продолжало все крепче сжимать окруженного противника. Предъявленный по инициативе К. К. Рокоссовского ультиматум о сдаче в плен окруженной группировки 6-й немецкой армии, был отвергнут Ф. Паулюсом. В соответствии с утвержденным планом операции, советские войска перешли к решительным действиям.
В рамках операции «Кольцо» перед войсками 64-й армии были поставлены следующие основные задачи:
с 10 по 14 января 1943 года прорвать немецкую оборону на участке Попов, балка Караватка, Цыбенко и левым крылом выйти на рубеж окраина Западный — балка Песчаная;
с 15 по 16 января выйти левым крылом к западной окраине Старо-Дубовки, Песчанке и высоте 132,9;
с 17 по 25 января овладеть Купоросным, Зеленой Поляной, Ельшанкой, Старо-Дубовкой, Песчанкой, Верхней Ельшанкой, станцией Садовой и выйти на юго-западную окраину Сталинграда.
Кроме этого, командование Донского фронта поставило перед Шумиловым не менее важные дополнительные задачи: прорвать фронт противника на участке Попов — высота 111,6; нанести удар левым крылом в направлении Басаргино, овладеть им и населенным пунктом Кошара, а также высотой 123,6 и совместно с войсками 57-й армии очистить от противника районы Попов, Кошара, Басаргино, Н. Ро-гачик, Кравцов, сковав резервы противника в районе Песчанка, Алексеевка.
В ходе мероприятий по подготовке к операции «Кольцо» Шумилов провел перегруппировку своих сил. Расположенные на правом фланге армии части заняли более широкий фронт, а 204-я и 209-я стрелковые дивизии, 38-я мотострелковая бригада, 154-я морская стрелковая бригада были выведены в резерв и расположены за левым крылом армии. Именно на левом фланге, как считал командарм, противник может предпринять попытку вырваться из окружения. Кроме того, там же могли нанести удар войска Котельниковской группировки немцев.
На направлении главного удара находились 36-я гвардейская, 204-я и 29-я стрелковые дивизии, 154-я морская и 143-я стрелковые бригады. Ударная группировка армии Шумилова была усилена 35-м и 166-м танковыми полками, 90-й танковой бригадой, семью артполками, артдивизионом, гвардейским минометным полком, гвардейской тяжелой минометной бригадой, противотанковой артиллерией, инженерными и химическими (огнеметными) частями. Войскам предстояли бои на Ергенинской гряде с большим количеством больших и малых высот. В полосе главного удара соотношение войск 64-й армии и противника выглядело следующим образом: в живой силе — 4:1, артиллерии — 5:1, в танках — 1:1.