Третья оборонительная полоса, идущая непосредственно по окраине города, войсками временно не занималась.
На левом берегу в районе Дарница врага готовился встретить 227-й полк войск НКВД под командованием майора Т. И. Вагина, усиленный артиллерийским дивизионом и саперной ротой из 57-го полка 4-й дивизии НКВД.
На этом участке шла ускоренная подготовка противотанковых рвов, окопов, установка минных полей. Сначала инженерные работы велись в районе сел Калиновка, Рожевка, Красиловка, а затем их фронт расширился по направлению к городку Борисполь.
В Дарнице позиции второго эшелона обороны заняли дивизионная школа и подразделения 4-й дивизии НКВД, 34-й отдельный и сводный батальоны, а непосредственно у мостов через Днепр — роты из 56-го полка 4-й дивизии НКВД.
Сводный батальон под командованием старшего лейтенанта Н. В. Бондарева в составе 2 стрелковых, минометной и пулеметной рот занял оборону на участке Старая Дарница — «Шелкострой».
57-й полк 4-й дивизии НКВД разместился в районе Киево-Печерской лавры в готовности к отражению атак немцев вблизи днепровских мостов.
В самом городе, в резерве коменданта КиУРа полковника Ф. С. Сысоева (возглавлял УР с 8 по 19 июля) находились сводный полк, часть личного состава 132-го танкового полка (без танков), мотоциклетный батальон и отдельная рота танков Т-28, а также 20-й погранотряд (позднее вместе с 98-м погранотрядом занял оборону северо-западнее Святошино).
На позициях КиУРа в это время насчитывалось около 40 тысяч бойцов, 29 танков, 288 артиллерийских орудий, 148 минометов.
Надо сказать, что еще 8 июля ВС ЮЗФ принял решение о формировании 4 сводных отрядов из чекистов пограничных и внутренних войск, принимавших участие в боях на киевском направлении. К этому времени в составе фронта действовали подразделения и части 4, 10, 13, 23-й дивизий войск НКВД; 17, 18, 20, 22, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 97, 98-й пограничные отряды, отдельная Коломыйская пограничная комендатура.
Непосредственно Киев обороняли части 4-й дивизии НКВД по охране ж/д сооружений (55, 56, 57, 114-й полки и 34-й отдельный батальон), командиром которой был полковник Ф. М. Мажирин, а военкомом — полковой комиссар П. М. Ефимов (после его гибели в августе 1941 года — полковой комиссар П. Г. Коновалов) и части 23-й мотострелковой дивизии (сформирована в Киеве в составе 4, 6, 16-го и 28-го мотострелковых полков и 21-го отдельного кавалерийского полка), командиром которой был полковник Г. И. Лукьяненко, а военкомом — полковой комиссар И. Ф. Водяха (погиб в сентябрьских боях 1941 года).
Штаб обороны Киева разработал также план борьбы с врагом в случае прорыва им первой и второй полос укрепленного района. Для этого город был разделен на три сектора, и каждый из них имел свой штаб обороны.
Правый сектор включал в себя северо-западную часть города — от реки Днепр до Житомирского шоссе. В распоряжении штаба сектора находились подразделения КТТУ, два истребительных батальона (700 человек) и два отряда народного ополчения (4600 человек), сформированные из коммунистов и комсомольцев Подольского района.
Во главе штаба сектора стоял подполковник А. В. Шевелев из КТТУ, а комиссаром был 1-й секретарь Подольского райкома партии И. И. Миронов.
Центральный сектор охватывал западную часть города (около 11 км) — от Житомирского шоссе до станции Пост-Волынский. В распоряжении штаба сектора были средства ПВО районов, 5 истребительных батальонов и 9 отрядов народного ополчения из Октябрьского, Ленинского и Сталинского районов общей численностью 13 тысяч человек.
Начальником штаба сектора был командир 4-го мотострелкового полка НКВД полковник М. А. Косарев, комиссаром — 1-й секретарь Октябрьского райкома партии А. И. Давыдов.
Левый сектор тянулся от станции Пост-Волынский до Днепра. Сектор располагал истребительными батальонами и отрядами народного ополчения Московского и Печерского районов общей численностью около 12 тысяч человек.
Штаб сектора возглавил начальник 1-го Киевского артиллерийского училища полковник С. С. Волкенштейн, комиссаром был 1-й секретарь Московского райкома партии Ф. П. Остапенко.
Дарницкий район Киева, на левом берегу Днепра, составлял так называемый Противодесантный сектор. Ополченцы района совместно с ополченцами завода «Арсенал» и моряками Днепровского отряда должны были вести борьбу с десантами противника в случае их выброски и прикрытия переправы через Днепр с востока.