Для красных обстановка становилась, в известной мере, критической. К ночи 16 июля, собрав войска, главнокомандующий Геккер, командующий фронтом Гузарский, его помощник Нейман, начальник штаба Дмитровский и военный комиссар Ярославского округа Аркадьев разработали план решительного штурма города. Наступление планировалось начать одновременно на всех четырех боевых участках, после мощной артиллерийской и авиационной подготовки. Главный удар должны были нанести сосредоточенные на втором боевом участке 1-й и 2-й сборные Московские отряды, сводный батальон 1-го Варшавского Революционного Красного полка (всего 700 бойцов с 3 броневиками). Закрепить предполагаемый успех должны были Шуйский и Галичский отряды (более 400 человек), переброшенные ночью на станцию Всполье с третьего боевого участка. В своей совместной статье, посвященной штурму города, который состоялся 16 июля 1918 года, Юрий Шевяков и Владимир Мясников отмечали: «Отряд Предатченко, наступая по Большой Рождественской улицы, обязан был овладеть духовной семинарией, мельницей Вахромеева и Спасским монастырем. Отряду Ануфриева приказывалось по Никитской, Варшавскому полку – по Власьевской, рыбинскому отряду – по Малой Углической улице. После захвата Спасского монастыря и расположенного рядом „американского моста“ 1-й и 2-й сборные Московские отряды планировалось повернуть на север для наступления к Ильинской площади и губернаторскому дому».
Упоминание авиационной подготовки не преувеличение. Первые «красные» аэропланы прибыли в окрестности Ярославля фактически вместе с Гузарским. Это были воздушные машины типа «Ваузен». Поначалу военные летчики должны были лишь заниматься разведкой, как говорилось в приказе, «выяснять точное расположение наших частей и банд противника»
. Впрочем, очень быстро выяснилось, что разведку осуществлять было затруднительно. В сводке за 15 июля сообщалось: «Сегодня военный летчик Целмин с мотористом Скробуком вылетали для пробы собранного аппарата по направлению к Ярославлю на 15 верст. Города совершенно не было видно ввиду туманной дымки и низко опустившихся облаков». Именно тогда было решено, что аэропланы будут использоваться для бомбардировки города. На отрывном листке специального военного блокнота Гузарский оформил боевое распоряжение № 17 командиру 23-го авиаотряда Илье Сатунину: «С получением сего предписываю вам подняться над Ярославлем, где сбросить бомбы над прилегающим к Волге кварталом, в частности, над губернаторским домом, что возле Ильинского собора, а также на собор. Полет закончить не позже 8 часов утра – время, когда наши части должны перейти в наступление. Если возможно, совершите два или три полета».Одновременно с этим Гузарский запрашивает у Москвы химическое оружие, которое он планировал применить на территории Ярославля. «Необходимо заменить вышедшие из строя броневики, прислать новые броневики, а также тяжелую батарею, снаряды, в том числе химические и зажигательные».
Позже просьбы прислать химические снаряды становились едва ли не ежедневными. Сложно сказать, в каком объеме они были использованы в Ярославле. Поисково-исследовательская группа «Июль 1918 года» (А.Б. Киселев и Н.У. Козак) нашла в церковноприходских книгах единичные упоминания о захоронениях трупов со «странными следами отравления». Судя по всему, химические снаряды использовались только на конечной стадии ликвидации «мятежа» и в весьма ограниченном объеме. В любом случае, это ставит крест на версии, что впервые в ходе Гражданской войны химическое оружие использовал Тухачевский против тамбовских крестьян – это заметно раньше сделал Гузарский в отношении восставших ярославцев.