Смена частей 61-й армии 154-й и 264-й стрелковыми дивизиями 3-й танковой армии, прорывающими оборону противника на участке ввода этой армии, была произведена в ночь с 20 на 21 августа. При этом авиация противника не оказала движению существенного сопротивления, районы выгрузки подвергались атакам с воздуха лишь в единичных случаях. Но все же маневр танковой армии был немцами своевременно обнаружен — еще 12 августа Гальдер упомянул в своем дневнике агентурные сведения, сообщавшие о
Задачи для наступления армиям были поставлены 18 августа — таким образом, командный состав дивизий и бригад получил для подготовки своих частей к наступлению три дня. Исключение составляли только две стрелковые дивизии 3-й танковой армии, которые прибыли на место лишь в ночь на 21 августа и имели в своем распоряжении только одни сутки.
Обнаружив готовящийся контрудар, противник поспешил перейти к обороне по южному берегу реки Жиздра. Передний край обороны 53-го армейского корпуса был усилен большим количеством противотанковых средств, минными полями, спешно вырытыми окопами и легкими блиндажами, а танки отведены в глубину для создания оперативного резерва. Здесь же торопливо строились тыловые оборонительные полосы, состоящие из более надежных дзотов и блиндажей в несколько накатов. Кроме того, в ряде районов нашей воздушной разведкой были обнаружены корпусные резервы: Панево, Жилково — до двух пехотных полков с танками; Ульяново, Дурнево — скопление пехоты и танков; севернее Кирейково — до двух полков с танками. 25-я моторизованная дивизия находилась во втором эшелоне в районе Дубна, Белый Верх, Старица. Вся оборона противника опиралась на рубежи рек Жиздра и Вытебеть, сеть лощин и оврагов, а населенные пункты были превращены в укрепленные узлы.
16-я армия к этому моменту имела в своем составе 9 стрелковых, 3 кавалерийские дивизии, 4 отдельные стрелковые бригады, 7 танковых бригад, одну истребительную противотанковую бригаду, 2 танковых батальона, 3 артиллерийских полка РГК, 5 противотанковых артиллерийских полков, 7 гвардейских миномётных дивизионов и 2 миномётных полка. Однако из всего этого состава армии для нанесения главного удара выделялись только одна стрелковая (322-я) и две кавалерийские дивизии (2-я и 7-я гвардейские); остальные части и вся артиллерия усиления активно действовали в центре и на правом фланге армии.
Ударная группа 16-й армии, нанося удар в направлении Никитское, Отвершек, наступала на фронте шириной 5 км с плотностью на 1 км: людей — 2000, орудий — 19, станковых пулемётов—12, ручных пулемётов и автоматов — 236, миномётов — 38.
3-я танковая армия с вошедшей в ходе операции в её состав северной группой 61-й армии (3 танковый корпус генерал-майора Мостовенко) имела в своём составе 3 стрелковые и одну мотострелковую дивизии, 4 стрелковые и 10 танковых бригад, мотоциклетный полк, 9 полков артиллерии РГК, 3 миномётных полка и 5 гвардейских миномётных дивизионов.
По плану операции боевой порядок армии строился в три эшелона:
• первый эшелон (прорыва) — 3 стрелковые дивизии, одна стрелковая бригада;
• второй эшелон — 9 танковых и 3 мотострелковые бригады;
• третий эшелон — 1-я гвардейская мотострелковая дивизия, 179-я танковая бригада, 8-й мотоциклетный полк и 54-й мотоциклетный батальон.
Учитывая опыт предыдущих операций, для лучшей координации действий танков, пехоты и артиллерии в составе 3-й танковой армии были созданы три группы: генерал-майора Богданова (12-й танковый корпус), генерал-майора Копцова (15-й танковый корпус) и генерал-майора Мостовенко (3-й танковый корпус). В состав каждой группы вошла стрелковая дивизия, мотострелковая бригада, 3 танковых бригады, 2 или 3 артполка РГК. В группе Мостовенко вместо мотострелков были две стрелковые бригады.
Мы видим, что командирами групп являлись командиры танковых корпусов, каждому из которых была придана стрелковая дивизия и сильная артиллерийская группировка. Таким образом, танковые командиры ставились над пехотными — и теперь стрелковые войска должны были действовать в интересах танков, а не наоборот, как это постоянно получалось ранее.
Кроме того, в подчинении командующего танковой армией оставалась мощная артиллерийская группа в составе трёх пушечных артиллерийских полков и пяти гвардейских миномётных дивизионов М-30.
Атакуя в полосе шириной 16 км, армия наносила удары по трём направлениям: