До этого 2-й Украинский фронт готовил удар в южном направлении на Березнеговатое с целью разгромить совместно с 3-м и 4-м Украинскими фронтами никопольско-криворожскую группировку врага. Теперь ему было приказано перенести основные усилия с левого крыла на центр и не позднее 5 января нанести главный удар на Кировоград, Первомайск, вспомогательный — на Шполу, Христиановку с целью соединиться там с войсками Ватутина. Уточнялась также задача 3-му Украинскому фронту. Он должен был, используя успех 1-го и 2-го фронтов, выдвинуться к Южному Бугу. Задача 4-го Украинского фронта оставалась прежней: Крым.
В распоряжение Конева Ставка выделила необходимые силы и материальные средства. Так, в конце декабря в состав фронта поступил 5-й Донской гвардейский кавалерийский корпус под командованием генерал-майора А.Г. Селиванова. За предыдущие три месяца потери фронта составили 303 тысячи человек, пополнения — 435 тысяч.
К началу января в состав 2-го Украинского входили 4, 5 и 7-я гвардейские, 37, 52, 53 и 57-я армии, 5-я гвардейская танковая, 5-я воздушная армии, 5-й гвардейский кавалерийский, 20-й танковый, 1, 7-й и 8-й механизированные корпуса. Всего фронт имел 59 стрелковых, 3 кавалерийские дивизии, 3 танковых, 4 механизированных корпуса, 3 отдельные танковые бригады, 4 отдельных танковых полка. Перед операцией 7-й мехкорпус был передан в подчинение командующего 5-й гвардейской армией, а 8-й механизированный корпус включен в состав 5-й гвардейской танковой армии.
К 1 января фронт насчитывал 594 000 человек, 7136 орудий и минометов, 700 боевых самолетов, 265 танков, 127 САУ — сообщает советский источник. Противореча сам себе, этот же источник буквально на предыдущей странице говорит, что «для пополнения танковых войск фронт получил 300 танков и 100 самоходных установок». Только в танковой армии Ротмистрова в боеготовом состоянии имелось 238 танков и самоходных установок из общего количества 336 машин.
Перед 2-м Украинским фронтом, на 260-километровом участке от Канева до Баштаны, оборонялась 8-я немецкая армия генерала пехоты Отто Велера, имевшая к 5 января в своем составе 8 пехотных, 1 кавалерийскую, 4 танковые, 1 моторизованную дивизии, отдельную штурмовую бригаду СС «Валлония», 8-й и 503-й танковые батальоны, 4 дивизиона штурмовых орудий — более 420 000 человек, 520 танков и штурмовых орудий, 5100 орудий и минометов, около 500 боевых самолетов.
Основная часть этих сил находилась в первом эшелоне. И конечно, «фронт имел незначительное общее превосходство над противником в силах и средствах и даже уступал ему в танках».
Главная полоса обороны состояла из системы опорных пунктов с развитой системой траншей. Из-за недостатка сил на ряде участков переднего края немцы имели только стрелковые окопы на три-пять человек, широко применяли проволочные заграждения — рогатки, спирали Бруно, а также плотные минные поля для прикрытия подступов к переднему краю и промежутков между опорными пунктами. Вторая полоса проходила в 6–8 км от переднего края и была оборудована значительно слабее. Сам Кировоград был сильно укреплен: каменные здания приспособлены к обороне, создана плотная система перекрестного и флангового огня, подступы к городу прикрывались системой проволочных и минных заграждений, были заминированы и важные сооружения внутри города: мосты, большие здания, аэродром.
«Таким образом, — свидетельствует маршал Конев, — оборона противника, построенная по системе сооружений полевого типа, была недостаточно глубокой и на ряде участков была занята недоукомплектованными, основательно потрепанными в предыдущих боях, но еще боеспособными соединениями врага».
Район боевых действий представлял собой открытую местность, бедную лесами, но сильно изрезанную балками и оврагами. В начале января снежный покров в этом районе не превышал 20 см, что позволяло войскам маневрировать вне дорог. Сухая погода и небольшие морозы также благоприятствовали наступлению. Правда, частая облачность и туманы ограничивали действия авиации и артиллерии.
Итак, в соответствии с директивой Ставки Конев принял новое решение и поставил войскам новые задачи. Два удара, наносимых южнее и севернее Кировограда, должны были завершиться окружением противника, после чего намечалось совершить бросок на Христиановку, навстречу войскам 1-го Украинского фронта, и к Первомайску, образуя грандиозный «котел». Армиям правого крыла фронта предстояло осуществить самостоятельные прорывы в целях рассечения окружаемой каневской группировки врага.
52-я армия генерал-лейтенанта К.А. Коротеева наносила удар в направлении Балаклея, Шпола и далее на Христиановку с разворотом части сил на Корсунь-Шевченковский. 4-я гвардейская армия генерал-майора А.И. Рыжова — в общем направлении на Ивангород, Златополь.
53-я армия генерал-лейтенанта И.В. Галанина с 5-м гвардейским механизированным корпусом генерал-майора Б.М. Скворцова получили задачу нанести удар на Малую Виску.