27-я армия имела задачу в тесном взаимодействии с 47-м стрелковым корпусом 40-й армии наносить главный удар своим правым крылом в направлении Малого Букрина. К исходу первого дня операции войска армии должны были выйти на фронт (иск.) Янивка, Шандра, а к исходу второго дня на фронт Кагарлык, Липовец. Боевой порядок намечался в два эшелона: в первом 241-я, 100-я, 155-я и 38-я стрелковые дивизии и во втором – 147-я стрелковая дивизия.
47-я армия получила задачу наносить удар в юго-западном направлении и к исходу первого дня операции выйти на фронт (иск.) Шандра, Степанин, а к исходу второго дня стрелковыми соединениями на фронт Зеленки, Емчиха и подвижными войсками в район Россава, Мироновка. Армия имела задачей прочно обеспечивать левое крыло ударной группировки фронта. Все войска армии должны были наступать со Студенецкого плацдарма (по фронту 6 км и в глубину 2 км) в одном эшелоне. На правом фланге был 21-й стрелковый корпус (206-я и 218-я стрелковые дивизии) и на левом – 23-й стрелковый корпус (30-я и 23-я стрелковые дивизии). 3-й гвардейский мехкорпус должен был наступать также в первом эшелоне во взаимодействии с 21-м стрелковым корпусом.
3-я гвардейская танковая армия, составлявшая подвижную группу фронта, получила задачу своими главными силами наступать в полосе 27-й армии и войти в прорыв с овладением стрелковыми соединениями Мал. Букрин (т. е. с продвижением их на глубину 5–6 км). К исходу первого дня операции армия должна была выйти в район Николаевка, Поток; к исходу второго дня – в район Ставы, Шпендовка, Винцентовка; к исходу третьего дня – в район Гребенки, Белая Церковь; к исходу четвертого дня – в район Фастов и, наконец, к исходу пятого дня – в район Ставище, Брусилов, Хомутец, Грузкое. Армия должна была войти в прорыв одним эшелоном: 7-й гвардейский танковый корпус в полосе наступления 161-й и 337-й стрелковых дивизий 40-й армии и 241-й стрелковой дивизии 27-й армии; 9-й мехкорпус в полосе наступления 241-й и 100-й стрелковой дивизий 27-й армии и 6-й гвардейский танковый корпус в полосе 155-й стрелковой дивизии той же армии.
Через 15 минут после начала атаки пехоты должны были начать движение передовые отряды танковых корпусов, а вслед за ними, в зависимости от обстановки – и главные силы корпусов. Однако этот порядок движения танковой армии был весьма условным, так как до последнего дня не все ее части были отведены за боевые порядки пехоты и поэтому продолжали оставаться в соприкосновении с противником. Кроме того, следует отметить, что глубина построения войск на букринском плацдарме была настолько незначительной, что начало движения передовых отрядов армии, а за ними и всей армии через 15 минут после начала атаки пехоты фактически означало втягивание ее в бой еще задолго до выхода стрелковых частей на линию обгона. Следовательно, существовал риск использовать армию не столько для развития прорыва, сколько в качестве непосредственной поддержки пехоты для до прорыва тактической глубины обороны противника. В результате армии грозила опасность израсходовать свои танки не по их прямому назначению. Такая перспектива была особенно опасна в условиях исключительно трудной для действий танков местности в букринской излучине Днепра.
Необходимо отметить, что назначение такого рубежа обгона пехоты, как рубеж Малого Букрина с прилегающими высотами, ни в какой степени не меняло положения и не облегчало условий для действий танковой армии. Местность на этом рубеже оставалась той же, что и к северу от Малого Букрина. Вводить в бой танковую армию было бы целесообразно только после выхода пехоты на рубеж Янивка, Шандра, т. е. после прорыва обороны противника на глубину 20–25 км.
План использования 2-й воздушной армии был следующим. 5-й штурмовой авиакорпус (264-я и 4-я гвардейская штурмовые авиадивизии) с 235-й истребительной авиадивизией и 291-я штурмовая авиадивизия с началом атаки пехоты должны были наносить последовательные удары штурмовыми группами в 6–8 и 12–16 самолетов по артиллерии, танкам и живой силе противника в районах Ходоров, Вел. Букрин, Колесище, т. е. перед фронтом 47-го стрелкового корпуса 40-й армии и перед фронтом 27-й армии. Готовность групп к повторным вылетам устанавливалась через два часа после посадки. В дальнейшем 5-й штурмовой авиакорпус должен был содействовать 3-й гвардейской танковой армии, а 291-я штурмовая авиадивизия – 27-й армии. Напряжение боевой работы корпуса устанавливалось в 3–3,5 вылета в день на каждый исправный самолет. 202-я бомбардировочная авиадивизия с одним истребительным авиаполком имела задачей нанести три бомбардировочных удара по артиллерии и опорным пунктам противника перед левым крылом 27-й армии. Готовность к повторным вылетам устанавливалась через 2,5 часа после посадки с напряжением боевой работы три вылета в день на каждый исправный самолет.