Боевой порядок 6-й гв. А строился в два эшелона – каждый стрелковый корпус развернул в первом эшелоне две стрелковые дивизии со средствами усиления (67-я и 71-я гвардейские дивизии 22-го корпуса, 51-я и 52-я гвардейские дивизии 23-го корпуса), оставив во втором эшелоне одну дивизию (90-я гвардейская и 309-я дивизии). Поскольку главный удар армия наносила на участке 23-го гв. ск, которым с 22 июля 1943 года командовал генерал Николай Таварткиладзе, сменивший генерала Павла Вахрамеева, то 5-й гв. тк был сосредоточен именно здесь во втором эшелоне.
3. 1-я ТА (командующий армией генерал Михаил Катуков, начальник штаба генерал Михаил Шалин) в составе 3-го механизированного, 6-го и 31-го танковых корпусов, а также 8-й зенитной артдивизии (4 зенитных артполка), истребительно-противотанковой артбригады (3 иптап), 2 полков самоходной артиллерии, 2 зенитных полков, 2 минометных и 1 гвардейского минометного полков, 1 гвардейского минометного дивизиона, а также 2 батальонов противотанковых ружей получила задачу выдвинуться из района Красная Поляна – Сырцев – Ольховка и войти в прорыв, созданный 5-й гв. А. После этого 1-я ТА должна была развивать наступление в общем направлении Ольховка – Александровка – Богодухов – Валки и, уничтожая тактические резервы и отходящие части противника, к исходу первого дня наступления выйти в район Борисовка – Гоновка; к исходу второго дня наступления – Байрак – Лютовка; на третий день – в район Богодухова; на четвертый день наступления, прочно удерживая 6-м тк район Богодухова, 3-м мк выйти в район Ковяги – Валки, а 31-м тк в район Новая Водолага, разгромив подходящие оперативные резервы противника и тылы 4-й ТА немцев. Таким образом, общая глубина задачи для танковой армии составляла 120 км, а предполагаемый среднесуточный темп наступления – более 30 км.
Боевой порядок 1-й ТА строился в два эшелона: в первом эшелоне – 6-й танковый и 3-й механизированный корпуса, во втором эшелоне за 3-м мк – 31-й тк.
4. 5-я гв. ТА (командующий армией генерал Павел Ротмистров, начальник штаба генерал Владимир Баскаков) в составе 5-го гвардейского механизированного, 18-го и 29-го танковых корпусов, 6-й зенитной артдивизии (5 зенитных арполков), 1 танкового полка, 1 мотоциклетного полка, 4 полков самоходной артиллерии, 1 гаубичного и 4 истребительно-противотанковых артполков, 3 минометных и 1 гвардейского минполков, а также 2 гвардейских минометных дивизионов получила задачу выдвинуться из района Покровка – Яковлево и войти в прорыв, созданный 5-й гв. А.
После этого 5-я гв. ТА должна была развивать наступление в общем направлении Бессоновка – Золочев – Ольшаны и, уничтожая тактические резервы и отходящие части противника, к исходу первого дня наступления выйти в район Орловка – Бессоновка – Щетиновка – Кобелевка, а на третий день выйти в район Ольшаны – Люботин, разгромив подходящие оперативные резервы противника и тылы оперативной группы «Кемпф», а также перерезав дороги, идущие из Харькова на запад. Общая глубина задачи танковой армии составляла 100 км, а среднесуточный темп наступления – свыше 33 км.
Боевой порядок 5-й гв. ТА строился в два эшелона: в первом эшелоне – 18-й и 29-й танковые корпуса, во втором эшелоне – 5-й гв. мк.
5. 27-я А (командующий армией генерал Сергей Трофименко, начальник штаба полковник Григорий Лукьянченко) в составе 6 стрелковых дивизий, 17-й артдивизии прорыва РГК (4 артиллерийские и 1 минбригада), 23-й зенитной арт-дивизии (4 зенитных артполка), 1 отдельной танковой бригады, 1 отдельного танкового полка прорыва, 2 самоходных артполков, 5 истребительно-противотанковых и 1 зенитного артполков, 1 минометного и 2 гвардейских минометных полков сосредоточивалась за центром 40-й А в районе Марьино – Красная Яруга – Борисополье. Армии были приданы 4-й гвардейский и 10-й танковые корпуса, в первом из которых насчитывалось 168 танков и 21 САУ, а во втором свыше 150 танков и САУ, так что общее количество бронетехники в армии составило около 450 боевых машин.
Согласно решению командующего фронтом, в ночь на третий день операции 27-я А должна была развернуться на 11-километровом фронте Кресанов – Солдатское (исключительно), сосредоточив ударную группу в центре, чтобы прорвать неприятельскую оборону на 6-километровом участке Касилово – Ново-Березовка и, развивая наступление в общем направлении на Казачья Лисица – Головчино, к исходу первого дня наступления стрелковыми соединениями выйти на рубеж Ивановская Лисица – Покровка, а танковыми корпусами продвинуться в район Грайворон – Головчино; к исходу второго дня наступления стрелковыми соединениями овладеть рубежом Грайворон – Березовка, 10-м тк выйти в район Александровка, 4-м гв. тк – в район Уды.