Еще до начала сосредоточения войск армии в районе предстоящего наступления 4 января 1943 года уполномоченный Ставки Верховного Главнокомандования генерал-полковник Хозин вручил командованию 3-й танковой армии карту с нанесенной на ней боевой задачей армии в предстоящей наступательной операции: 3-я танковая армия вводилась в бой на участке 6-й армии Юго-Западного фронта с целью ударом «…в общем направлении через Россошь, Ольховатка на Алексеевка и в северном направлении на Каменка, Татарине во взаимодействии с частями 40-й и 6-й армий окружить и уничтожить Россошанско-Павловско-Алексеевскую группировку противника, освободить железные дороги Лиски—Кантемировка, Лиски—Валуйки».
План наступательного боя 14 января 1943 г.
Командующий армией принял решение построить войска армии в два эшелона. В эшелон прорыва обороны противника были включены 37-я отдельная стрелковая бригада, 48-я гвардейская стрелковая дивизия, 180-я и 184-я стрелковые дивизии, 97-я танковая бригада 12-го танкового корпуса, 173-я и 179-я отдельные танковые бригады. Действия эшелона развития прорыва поддерживались артиллерийской группировкой в составе 39-го, 389-го и 390-го отдельных гвардейских минометных дивизионов, 62-го гвардейского минометного полка, 135-го, 265-го и 306-го гаубичных артполков. В эшелон развития прорыва включались 15-й танковый корпус с приданными ему 368-м истребительно-противотанковым артполком и 47-м отдельным инженерным батальоном, 12-й танковый корпус с приданными ему 1172-м истребительно-противотанковым легким артполком и 46-м отдельным инженерным батальоном и полки ПВО. В резерв командующего армией входили 111-я стрелковая дивизия, 113-я и 195-я танковые бригады 15-го танкового корпуса, прибытие которых задерживалось.
Темп операции планировался в 17–20 км в сутки для стрелковых и 40–50 км в сутки для танковых частей. Ввод эшелона развития прорыва в бой предусматривался при прорыве обороны противника войсками эшелона прорыва на глубину 3 км.
6 января 1943 года командованием армии в присутствии заместителя Наркома обороны Маршала Советского Союза Г.К. Жукова и начальника Генштаба Красной Армии Маршала Советского Союза А.М. Василевского было проведено совещание с командирами соединений по вопросам подготовки к предстоящей наступательной операции. Начало наступления было назначено на 12 января 1943 г.
В соответствии с выработанными на совещании решениями в ночь с 7 на 8 января войска 6-й армии были сменены частями 37-й отдельной стрелковой бригады, 48-й гвардейской, 180-й и 184-й стрелковых дивизий. С 8 января выделенные от соединений эшелона прорыва обороны противника стрелковые батальоны начали вести разведку боем с целью уточнения переднего края обороны противника и выявления системы его огня. В то же время командный состав выходящих в район сосредоточения частей рекогносцировал полосы предстоящего наступления и непосредственно на местности отрабатывал вопросы взаимодействия родов войск.
10 января 1943 года соединения и части армии получили частные боевые приказы и выписки из плановой таблицы боя. Перед войсками ставились следующие задачи.
37-я отдельная стрелковая бригада наступала на правом фланге армии на участке от Валентиновки до Пасеково, имея ближайшей задачей овладеть районом Солонцы, с выходом к Солонцам подчинить себе 173-ю отдельную танковую бригаду и к исходу дня занять Митрофановку.
180-я стрелковая дивизия при поддержке 173-й отдельной танковой бригады, 265-го гаубичного артполка, 386-го и 390-го отдельных гвардейских минометных дивизионов прорывала оборону противника в районе Пасеково, после чего дивизии предстояло, не снижая темпа наступления, пропустить через свои боевые порядки части 12-го танкового корпуса и, используя его продвижение, развивать наступление в направлении Михайловка, Софиевка, имея ближайшей задачей выйти к северной окраине Михайловки, а к исходу дня занять Васильевку и Софиевку.
Левее 180-й стрелковой дивизии оборону противника прорывала 48-я гвардейская стрелковая дивизия при поддержке 97-й танковой бригады 12-го танкового корпуса, 1172-го истребительно-противотанкового легкого артполка, 206-го гаубичного артполка и 62-го гвардейского минометного полка. 48-й гвардейской стрелковой дивизии предстояло после прорыва обороны противника, не снижая темпа наступления, пропустить через свои боевые порядки части 12-го и 15-го танковых корпусов и, используя их продвижение, развить наступление в направлении на Шрамовку, Владимировку, захватить Шрамовку и Еленовку. При подходе частей дивизии к району Златополь, Михайловка 97-я танковая бригада возвращалась в распоряжение командира 12-го танкового корпуса.
На левом фланге армии наступала 184-я стрелковая дивизия при поддержке 179-й отдельной танковой бригады и 138-го гаубичного артполка. Ей предстояло наступать в направлении на Куликовку, после прорыва обороны противника, не снижая темпа наступления, пропустить через свои боевые порядки части 15-го танкового корпуса и, используя его продвижение, овладеть рубежом Златополь—Куликовка.
12-му танковому корпусу при поддержке 1172-го истребительно-противотанкового легкого артполка, 46-го отдельного инженерного батальона и 319-го полка ПВО предстояло войти в прорыв на участке 180-й стрелковой дивизии и 48-й гвардейской стрелковой дивизии у Пасеково и развивать прорыв в общем направлении Михайловка, Шрамовка, Лизиновка, Ольховатка, по достижении Шрамовки выделить танковую и мотострелковую бригады для действий в направлении Софиевка, Россошь, Гончаровка. К исходу дня левой группе корпуса предписывалось достичь района Лизиновка, Чагары, а правой группе корпуса — занять Россошь.
15-й танковый корпус при поддержке 265-го истребительно-противотанкового артполка, 47-го отдельного инженерного батальона и 71-го полка ПВО вводился в прорыв на участке 184-й стрелковой дивизии и 48-й гвардейской стрелковой дивизии и развивал наступление в общем направлении Куликовка, Еленовка, Новоселково, Неровновка. К исходу дня корпус должен был выйти в район Новоселково, Александровка.
Перед фронтом 3-й танковой армии оборонялись 543-й пехотный полк 387-й пехотной дивизии, «остатки 114-го пехотного полка, 15-й и 3-й полицейские полки СС, полк «Великая Германия»» — итого до 8 пехотных батальонов в полосе наступления армии. Кроме того, предполагалось сосредоточение частей 130-й немецкой пехотной дивизии в Митрофановке, 168-й и неустановленной пехотной дивизии в Россоши. Полоса обороны немецких войск представляла собой «…систему опорных пунктов по высотам и населенным пунктам, оборудованным окопами полной профили и несколькими блиндажами по высотам. В населенных пунктах дома приспосабливались под огневые точки. На путях движения ожидались минные поля».
Задержка сосредоточения войск армии и артиллерии РГК (артполки РГК развернулись на огневых позициях к исходу дня 13 января) и отсутствие требуемых для ведения наступления запасов боеприпасов, ГСМ и продовольствия привели к переносу начала наступления на 14 января 1943 г. В 20 часов 45 минут 13 января командующий 3-й танковой армией отдал распоряжение: исходное положение для наступления занять к 4 часам утра 14 января 1943 г.; исходное положение для атаки занять к 9 утра 14 января; артподготовку начать в 8 часов утра 14 января.
