К операции привлекались: 12, 37, 18, 56 и 57‑я армии, 1‑й и 5‑й кавалерийские корпуса Южного фронта, 38‑я и 6‑я армии и 6‑й кавалерийский корпус Юго — Западного фронта.
Вся операция делилась на три этапа.
Первый этап включал: подготовку операции, перегруппировку войск, их довооружение, материальное обеспечение и организацию взаимодействия.
Второй этап: переход в наступление и выход на рубеж Лозовая, Софиевка, Артемовна, Александровна, Скотоватая, Кутейниково, Носово Продолжительность этапа 7–8 дней. Глубина продвижения на направлении главного удара 75–80 км.
В ходе третьего этапа советским войскам предстояло окружить и разгромить главную группировку противника к востоку от Днепра, освободить Днепропетровск, Запорожье и выйти на рубеж Сухачевка, Павловка, Большой Токмак. Продолжительность этапа 15–16 дней, глубина продвижения 130–170 км.
В оперативном отношении силы распределялись следующим образом. Первый эшелон Южного фронта составляли 57, 37, 12, 18 и 56‑я армии. Второй эшелон составляла подвижная группа войск для развития успеха. Эта группа в составе двух кавалерийских корпусов, усиленных каждый одной танковой бригадой, сосредоточивалась в полосе действий 57‑й армии и на стыке с 37‑й армией.
9‑я армия в составе 317‑й и 51‑й стрелковых дивизий, 11‑й и 78‑й стрелковых бригад, 38‑й и 66‑й кавалерийских дивизий сосредоточивалась в районе Меловатка, Новокраснянка, Епифановка, Мостки и до ввода в сражение составляла резерв главнокомандующего Юго — Западным направлением.
Во фронтовой резерв выделялись одна стрелковая дивизия и 2‑й кавалерийский корпус.
В целях достижения скрытности подготовки операции командующему Южным фронтом было приказано все передвижения производить только ночью, выработать план дезинформации противника и принять строжайшие меры к сохранению военной тайны.
Главнокомандование Юго — Западного направления директивой поставило перед командующим Юго — Западным фронтом задачу подготовить наступательную операцию к 12 января. Цель операции — разгром частей 6‑й германской армии в районе Малиновка, Лозовенька, Изюм, овладение районом Харькова и выход 6‑й армии на рубеж Власовка, Красноград, Бузовка.
В замысле главнокомандования Юго — Западного направления была идея проведения операции во взаимодействии двух фронтов — Южного и Юго — Западного. При этом основную задачу — разгром донбасской и таганрогской группировок противника — выполняли войска Южного фронта, которые для предстоящей операции строились в два эшелона.
В целях облегчения управления штабом Юго — Западного направления был организован в Сватове вспомогательный пункт управления, приближавший командование к войскам.
Исходя из указаний главкома, командующий Юго — Западным фронтом решил нанести главный удар левофланговой 6‑й армией и 6‑м кавалерийским корпусом. Обеспечение правого фланга 6‑й армии возлагалось на левофланговые части соседней 38‑й армии. 6‑й армии была поставлена задача прорвать фронт обороны противника, разгромить его и к исходу четвертого дня операции выйти на рубеж Лагери, Шевелевка, Грушеваха, обеспечив плацдарм для ввода в прорыв 6‑го кавалерийского корпуса. В дальнейшем к исходу 8–9 дня операции достичь рубежа Верхняя Берека, Краснопавловка (30 км севернее Лозовой) и выйти передовыми отрядами нареку Орель.
В целом войска 6‑й армии имели некоторое превосходство над противником в живой силе, танках и артиллерии. В то же время гитлеровцы обладали троекратным превосходством по противотанковой артиллерии. Следовало учитывать, что противник мог в ходе операции перебрасывать резервы из Днепропетровска, Полтавы, Харькова. Таким образом, 6‑й армии ставилась задача не только разгромить противника на красноградском направлении, но и сковать его оперативные резервы, т. е. обеспечить действия армий Южного фронта по освобождению Донбасса. Составной частью этой задачи являлось и содействие 38‑й армии в освобождении Харькова.
Командующий 6‑й армией приказал двум дивизиям с фронта Савинцы, Иванчуковка нанести удар в направлении на Шевелевку. 6‑й кавалерийский корпус готовился войти в прорыв и развивать успех в направлении на Алексеевское.