Это решение предусматривало создание двух отрядов. Первый отряд образовали Азовская флотилия и войска 56-й армии генерал-лейтенанта К.С. Мельника, которые должны были осуществить вторжение в северо-восточную часть Керченского полуострова и овладеть Керчью. Командовал отрядом командующий Азовской флотилией контр-адмирал С. Г. Горшков. Во второй отряд вошли корабли Черноморского флота, сосредоточенные в Новороссийске, и войска 18-й армии генерал-лейтенанта К.Н. Леселидзе. Они должны были осуществить высадку в восточной части полуострова в районе рыбацкого поселка Эльтиген. Этой группой командовал командир Новороссийской ВМБ контрадмирал Г.Н. Холостяков.
На флангах основных десантов предусматривалась выброска двух демонстративных: в районе мыса Тархан, на северо-восточном побережье Керченского полуострова, и в районе горы Опук, юго-западнее Эльтигена.
Для обеспечения высадки создавались 16 отрядов, основу которых составили базовые и речные тральщики, рыбацкие сейнеры, мотоботы, а также гребные баркасы и плоты из пустых железных бочек. Пестрота в типах высадочных средств, различная их вместимость, скорость хода и мореходность усложняли организацию, «тюлькин флот» требовал соответствующего дооборудования для обеспечения быстрейшей погрузки и выгрузки живой силы и техники. Из бронекатеров и морских охотников сформировали два отряда прикрытия и два отряда артиллерийской поддержки. Всего привлекалось 119 катеров различного класса и 159 вспомогательных судов, считая самодельные «понтоны».
На косе Чушка и западной оконечности Таманского полуострова было сосредоточено 667 орудий калибром от 203 до 76 мм и 90 установок PC. Общая численность советских войск составляла 150 000 человек.
Воздушное прикрытие должны были обеспечить свыше 1000 самолетов 4-й воздушной армии и авиации флота.
Несмотря на явную материальную необеспеченность, в войсках царило оптимистическое настроение. Господствовало мнение, что понесшая потери на Кубани и при эвакуации с Тамани 17-я армия, которой грозила к тому же полная блокада, не станет упорно держаться за Крым, и высадиться на Керченском полуострове будет не слишком трудно. Имелись даже «не проверенные пока данные», что немцы якобы уже начали отход.
Общее руководство операцией возлагалось на командующего Северо-Кавказским фронтом генерала Петрова и его помощника по морской части командующего Черноморским флотом вице-адмирала Л.А. Владимирского. Высаживаемые войска оставались в подчинении своих командармов, которые руководили их действиями как в период подготовки, так и после высадки.
Операцию планировалось начать в ночь на 28 октября одновременно на обоих направлениях, однако из-за разыгравшегося шторма ее пришлось отложить на три дня.
На Керченском полуострове на широком фронте оборонялись части 98-й немецкой пехотной, 6-й румынской кавалерийской и 3-й румынской горнострелковой дивизий с частями усиления, всего около 60 000 солдат и офицеров. На побережье были развернуты 175 орудий полевой и противотанковой артиллерии, 11 минометных и 23 зенитные батареи. Керченский пролив и подходы к нему были минированы. В портах Керчь, Феодосия, Камыш-Бурун была сосредоточена корабельная группировка, насчитывавшая 30 быстроходных десантных барж, 25 сторожевых и торпедных катеров, 6 тральщиков и другие вооруженные суда. Зная уникальную способность советских генералов наступать на одни и те же. грабли, германское командование просто не могло не ожидать высадки крупного десанта противника на побережье Керченского полуострова. Более того, минная обстановка в южной части пролива позволяла с большой вероятностью прогнозировать, что высадка наиболее вероятна в северной части побережья.
Вечером 31 октября в Темрюке и на Тамани началась посадка войск на корабли и суда. На керченском направлении в качестве первого эшелона десанта должны были высаживаться две дивизии 11-го гвардейского стрелкового корпуса генерала В.Ф. Сергацкого. В качестве штурмового отряда с ними шел 369-й отдельный батальон морской пехоты. Через сутки в качестве второго эшелона планировалась высадка еще одной стрелковой дивизии. Вслед за 11-м гвардейским должен был высаживаться 16-й стрелковый корпус под командованием генерала К.И. Провалова. В район Эльтигена в первом эшелоне десантировались 318-я Новороссийская и 117-я гвардейская стрелковые дивизии, 255-я морская бригада и 386-й батальон морской пехоты. За ними должны были последовать остальные части 20-го стрелкового корпуса.
Десантные отряды должны были выйти на старт к 24 часам. Однако погода вновь подвела синоптиков: усилился ветер, на Азове и в проливе начинался шторм. Все это сказывалось на соблюдении графика, сдвигая все этапы операции на полтора-два часа. Артиллерийские огневые позиции на косе Чушка почти полностью оказались в воде. Адмирал Горшков предложил отложить операцию, однако командующий Черноморским флотом его не поддержал. На запрос Петрова адмирал Владимирский авторитетно заявил: «Шторма не будет. А если пролив и будет шуметь, то это усыпит бдительность противника».