Южный фас (Рудкино-Городище), образованный в результате поспешного отхода противника в середине января 1943 г., в инженерном отношении подготовлен не был. Здесь оборонялись остатки 3-го армейского корпуса 2-й венгерской армии. Её командованию удалось лишь приспособить к обороне населенные пункты, отдельные высоты, рощи, узлы дорог и организовать систему огня. В глубине обороны германское командование подготовило ряд промежуточных рубежей. Повышенное внимание было обращено на позиции по р. Олым, далее вдоль железной дороги Касторное – Горшечное – Старый Оскол и по западным берегам рек Тим и Оскол.
Северный и восточный участки «воронежского выступа» от железной дороги Ливны – Мармыжи до устья р. Воронеж удерживали 7-й и 13-й ак 2-й немецкой армии генерал-полковника Г. фон Зальмута, располагавшие, по данным советских разведорганов, примерно восемью дивизиями.
На наиболее слабо укреплённом в инженерном отношении южном участке развернулась группа «Зиберт», состоявшая из двух дивизий 3-го ак венгров и нескольких немецких частей и подразделений, переброшенных из-под Воронежа в ходе наступления советских войск во время Острогожско-Россошанской операции. Всего же, по данным советской стороны, здесь действовало около трех дивизий противника. Оперативных резервов на воронежско-курском направлении во второй половине января 1943 г. противник не имел, так как ещё в декабре 1942 г. и в начале января 1943 г. часть дивизий армии Г. Зальмута была брошена против наступавших войск Юго-Западного фронта и под Острогожск. Находившиеся же в городах Орёл, Курск, Обоянь, Щигры, Касторное, Старый Оскол в качестве гарнизонов немецкие части (по пехотному полку в каждом городе) располагались далеко от Воронежа и Касторного.
Таким образом, группировка неприятеля, оборонявшая «воронежский выступ», насчитывала около 12 дивизий. По данным нашей разведки, их общая численность достигала 125 000 солдат и офицеров. Противник имел более 4500 пулемётов, около 1000 миномётов (калибром от 81 мм и более), 1100 орудий (в т. ч. 500 противотанковых) и 65 танков. В составе военно-воздушных сил противника на воронежско-курском направлении действовало 300 самолетов[172].
Несмотря на довольно значительную численность группировки двух вражеских армий, наши войска в этом районе имели ряд преимуществ. Оперативное положение неприятеля было для него крайне невыгодным. Войска двух фронтов глубоко охватывали его группировку с севера и с юга. После завершения Острогожско-Россошанской операции от Оскино до Сватовое образовалась брешь в 200 км, прикрыть которую у командования ГА «Б» сил не было. Коммуникации 2-й А, шедшие через Касторное, оказались под угрозой. Конфигурация линии фронта представляла советской стороне благоприятную возможность не только окружить две вражеские армии, но и сохранить инициативу, продолжить наступление на запад. И она не преминула этим воспользоваться.
Вечером 18 января 1943 г. Воронежский фронт ещё не завершил полное уничтожение острогожско-россошанской группировки, а находившийся здесь начальник Генштаба генерал армии А.М. Василевский, обсудив с его командованием сложившуюся благоприятную для наступления оперативную обстановку, направил в Ставку ВГК соображения о проведении новой наступательной операции – Воронежско-Касторненской, и уже 20 января Ставка их одобрила. План Василевского предусматривал встречными ударами с севера и юга трёх армейских группировок двух фронтов окружить и разгромить 2-ю немецкую и 2-ю венгерскую армии под Воронежем и очистить железную дорогу Елец – Валуйки. Это не только позволяло овладеть важным в оперативном отношении районом западнее Воронежа, но и создавало предпосылки для развития дальнейшего наступления на Курск и на территорию Украины. Планировалось, что к концу операции враг будет отброшен за рубеж Советский, Ефросиновка, Ястребовка, Александровна, Русская Холань, Ольховатка. Следовательно, она должна была завершиться окончательным разгромом всей ГА «Б».
Наступление планировалось по классической схеме «клещи» силами четырех армий двух фронтов. С левого крыла Брянского (командующий генерал-лейтенант М.А. Рейтер) привлекались 13-я А, а с правого фланга Воронежского (генерал-полковник Ф.И. Голиков) – 38, 60 и 40-я А. Всего предполагалось задействовать 27 стрелковых дивизий, танковый корпус, 7 стрелковых и 8 танковых бригад. С воздуха их должны были прикрыть соединения 2-й ВА Воронежского и 15-й ВА Брянского фронтов. В общей сложности к операции привлекались около 250 000 человек, более 4000 орудий и миномётов, более 700 танков и 527 самолётов[173].