Замысел командующего фронтом состоял в том, чтобы нанести главный удар на новгород-северском направлении силами 65-й, 2-й танковой армий, а также частью сил 48-й и 60-й армий. Вспомогательный удар наносили остальные силы 60-й армии на конотопском направлении. Наступление планировалось начать утром 24 августа и на 15-й день операции выйти на рубеж Трубчевск, Шостка, Глухов, Рыльск. После этого войска 13-й и 48-й армий должны были перейти к обороне по Десне на участке (иск.) Трубчевск, Новгород-Северский, Чеплеевка, обеспечивая ударную группировку фронта от контрударов противника с запада и северо-запада. Ударной группировке предстояло развивать наступление в общем направлении на Глухов, Конотоп, Бахмач. В свой резерв Рокоссовский выводил 70-ю армию. При успешном развитии операции и при отсутствии угрозы контрударов противника со стороны Локоть, Комаричи намечалось ввести ее в сражение в стык между 65-й и 60-й армиями на участке Барановка, Сопыч с целью уплотнить боевые порядки 60-й армии, развить успех и на шестой день операции овладеть рубежом Степановка, Вольная Слобода, Суходол. В дальнейшем войска 70-й армии должны были развивать наступление на Глухов и выйти на рубеж Слоут, Глухов, Сварково. Если же угроза контрудара противника со стороны Локоть, Комаричи сохранялась и невозможно было ввести в сражение 70-ю армию на этом направлении, то Рокоссовский предполагал продолжать наступление только 60-й армией, усиленной 9-м танковым корпусом для развития успеха в общем направлении на Познятовку, Глухов. На войска 2-й танковой армии, после выхода 65-й армии на рубеж Ново-Ямское, Княгинино, Морицкий, Сосница, возлагалась задача по форсированию р. Сев на участке Ново-Ямское (южнее), Севск и захвату переправ на р. Десна в районе Новгород-Северского. Начало наступления – 24 августа.
План операции 22 августа был утвержден И. В. Сталиным со следующими изменениями:
Одновременно с Центральным фронтом на юго-западном направлении должны были наступать Воронежский, Степной, Юго-Западный и Южный фронты. На смоленском и брянско-гомельском направлениях предстояло наступать Западному, Брянскому фронтам и левому крылу Калининского фронта.
Верховное Главнокомандование Вермахта после провала операции «Цитадель» решило перейти к стратегической обороне на всем Восточном фронте в целях остановить наступление советских войск и сохранить за собой важнейшие районы Левобережной Украины и Донбасс. Для этого в глубоком тылу еще с весны 1943 г. велось строительство стратегического оборонительного рубежа «Ostwall» («Восточный вал») на линии р. Нарва, Псков, Витебск, Орша, реки Сож, Днепр, Молочная. Основой «Восточного вала» был мощный водный рубеж – река Днепр и укрепления по реке. К моменту выхода советских войск к этому рубежу противнику не удалось выполнить весь объем намеченных инженерных мероприятий. В середине сентября южная оконечность «Восточного вала» в полосе обороны групп армий «Юг» и «А» получила наименование позиция «Wotan» («Вотан»).[242] Северная оконечность «Восточного вала» в полосе обороны групп армий «Север» и «Центр» стала именоваться «Panther» («Пантера»).
13 августа из района южнее Змиева в наступление перешла 1-я гвардейская армия Юго-Западного фронта, проводившего Донбасскую операцию, а 16 августа из района Изюма – его главная группировка (6-я и 12-я армии). 22 августа в сражение из второго эшелона фронта была введена 8-я гвардейская армия с 23-м танковым и 1-м гвардейским механизированным корпусами. 18 августа началось наступление войск Южного фронта, которые расчленили немецкую 6-ю армию на две части. Подвижная группа фронта (4-й гвардейский механизированный и 4-й гвардейский кавалерийский корпуса) нанесла удар из района Амвросиевки на юг, чтобы отрезать пути отхода таганрогской группировке врага.