Несмотря на то, что авиация фронта по численности в полтора раза превосходила авиацию противника, использование ее в период форсирования реки и боев за захват и расширение плацдармов было неудовлетворительным. Авиационная разведка с опозданием вскрывала перегруппировку войск противника на рубеже Днепра, свидетельством чего является, в частности, выброска воздушного десанта в ночь на 24 сентября на боевые порядки немецких войск. Прикрытие своих войск с воздуха также было слабым, причем следует отметить, что активность немецкой авиации сильно возросла. 24 сентября было отмечено 683 самолето-пролета, 25 сентября – 528,27 сентября – 1061 и 28 сентября – 544 самолето-пролета немецкой авиации. Противник группами в 40–50 самолетов наносил сильные авиационные удары по переправам и переправлявшимся войскам, а также поддерживал контратаки своих наземных войск.
Причинами неудовлетворительной работы авиации являлись медленное перебазирование 2-й воздушной армии на передовые аэродромы, недостаточная обеспеченность армии горючим и боеприпасами и, наконец, оторванность авиационных штабов от штабов наземных войск, слабое знание наземной обстановки и отсутствие должного взаимодействия – даже штабы армий не имели у себя в этот период представителей авиации.
Противовоздушная оборона войск и районов переправ в первые дни боев фактически отсутствовала. В состав 40-й, 47-й, 27-й армий и 3-й гвардейской танковой армии входили три зенитные артиллерийские дивизии и восемь армейских зенитных артиллерийских полков. Однако зенитные части отстали и выходили к Днепру со значительным опозданием. Переброска их на плацдармы в связи с недостатком переправочных средств шла очень медленно. Важную роль должно было сыграть применение маскирующих дымов для прикрытия переправ – однако химические части также отстали, а запасов дымовых средств во фронте не было. 23 сентября начальник штаба фронта отвечал на просьбу командующего 40-й армии: «Подразделения для дымопуска, дымшашки, ручные дымовые гранаты подать не могу, так как их во фронте не имеется». 24 сентября штаб фронта сообщал Главному военно-химическому управлению Красной Армии, что имеющиеся в распоряжении фронта 30 000 дымовых шашек и 74 тонн дымсмеси находятся в пути в глубоком тылу и что приближение дымсредств к линии фронта крайне затруднительно из-за оперативных перевозок.
Основной причиной неуспеха боев за расширение плацдармов является опоздание с подтягиванием к Днепру переправочных средств. Ширина русла реки у букринского плацдарма достигает 600 м. На этот плацдарм были нацелены 40-я, 47-я, 27-я армии, 3-я гвардейская танковая армия, крупные кавалерийские и артиллерийские соединения. Обстановка требовала переброски их на плацдарм в короткие сроки для того, чтобы не дать противнику возможности организовать оборону на правом берегу реки. Переправочные средства в этих условиях должны были следовать буквально за первыми эшелонами наступающих войск, не задерживаясь на промежуточных водных рубежах, сравнительно небольших на данном направлении. В своем донесении от 24 сентября штаб инженерных войск фронта отмечал:
«Фронтовые понтонные части были перегруппированы и подводились к реке Днепр в сроки, предусмотренные директивой Военного Совета Воронежского фронта. Однако ввиду того, что фактический темп выдвижения наших войск оказался выше запланированного, войска вышли к реке Днепр без понтонных частей».
Переправочные средства подолгу задерживались на промежуточных водных рубежах (реки Псел, Хорол, Удой и др.), а инженерные войска, занятые на ремонте дорог, вовремя не заменялись дорожными частями. Командующий фронтом еще 10 сентября отдал распоряжение о быстрейшем продвижении за войсками переправочных парков – однако распоряжение это не выполнялось, а штаб фронта не проверил и не настоял на его выполнении.
Штаб инженерных войск фронта разработал план инженерного обеспечения форсирования реки Днепр в соответствии с указаниями командующего фронтом. План этот предусматривал изготовление в период до 23 сентября 50 саперных деревянных лодок или плотов на каждую переправляющуюся стрелковую дивизию, изготовление в 40-й и 47-й армиях 21 пары паромов грузоподъемностью 30 т каждый, 7 пар паромов грузоподъемностью 16 т, 36 пар грузоподъемностью 9 т, а также изготовление деталей трех мостов грузоподъемностью одного в 30 т и двух по 6 т. В плане совершенно не учитывались потребности 3-й гвардейской танковой армии.
Однако этот план был составлен с опозданием и выполнен не был. Выходя к Днепру 22 и 23 сентября, войска 3-й гвардейской танковой и 40-й армий никаких переправочных средств не имели. Переправа частей происходила только на подручных средствах, собранных по инициативе командиров частей.