Еще до окончательного утверждения плана операции командование фронта начало перегруппировку войск. Директива Ставки от 18 февраля уже содержала информацию об общем замысле наступления, а какие-то детали могли быть откорректированы уже в процессе выдвижения войск в новые районы. Переброска частей началась уже 20 февраля 1944 г. и производилась по железной дороге и походным порядком. Условия для проведения масштабных перемещений соединений и частей в тот момент были исключительно сложными. Оттепель и обильные осадки сделали дороги труднопроходимыми, а грунтовые дороги для колесного транспорта стали и вовсе непроходимыми.
В результате рокировки соединений с левого фланга 1-го Украинского фронта на правый с 20 февраля по 4 марта участок Рожище, Любар был усилен семнадцатью стрелковыми дивизиями, артиллерийской дивизией и танковой армией (4-я ТА из резерва Ставки). Чтобы оценить масштабы перемещения войск, следует сказать, что всего в составе 1-го Украинского фронта было 56 стрелковых дивизий, т. е. в движение пришла треть всех соединений. Перегруппировки производились на немалое расстояние, от 105 до 315 км.
Проведенные перегруппировки позволили существенно уплотнить построение войск на направлении главного удара фронта. Участок шириной 120 км, занимаемый 60-й армией на 20 февраля, был сокращен вдвое при сохранении числа соединений (9 сд). Состав армии также поменялся, один стрелковый корпус был оставлен на прежнем участке и передан соседу, а вместо него принят стрелковый корпус из 18-й армии. Одновременно армия И.Д. Черняховского усиливалась тяжелой артиллерией. В свою очередь 1-я гвардейская армия сдала свой участок 18-й армии и приняла от 60-й армии участок Судилков, Любар. Число дивизий в армии А.А. Гречко увеличилось с семи до девяти за счет приема корпуса у 60-й армии и передачи в ее подчинение корпусного управления и двух дивизий, переброшенных из 38-й армии. В рамках повышения ее ударных возможностей 1-я гвардейская армия на новом участке также получила в качестве средств усиления артиллерию всех типов. Так, вместо одного истребительно-противотанкового артполка (ИПТАП) на 20 февраля в состав армии к 4 марта входили уже девять ИПТАПов. Армия также получила вторую артиллерийскую дивизию (17-я АД из 40-й армии). Главным же подарком для нее стали переданные его армии пять полков новейших танков ИС и самоходок ИСУ. В итоге участок Шумск, Любар, ранее занимавшийся девятью стрелковыми дивизиями, к 4 марта занимался 18 стрелковыми дивизиями и еще шесть дивизий на этом направлении составляли фронтовой резерв.
Самую важную часть перегруппировки войск фронта составляло развертывание под прикрытием 60-й армии двух танковых армий. 3-я гв. танковая армия П.С. Рыбалко перегруппировывалась из района Бердичева на расстояние около 150 км. 4-я танковая армия В.М. Баданова комбинированным маршем перебрасывалась из района Киева на расстояние 300–350 км.
Предварительное распоряжение о сосредоточении в выжидательный район командование 3-й гв. танковой армии получило 26 февраля, боевой приказ последовал на следующий день — 27 февраля. К совершению марша танковые части приступили уже в 20.00 27 марта. Из-за нехватки автотранспорта все мотострелковые и механизированные бригады армии совершали марш пешим порядком. К вечеру 29 февраля части армии в основном сосредоточились в назначенных районах.
В куда худшем положении находилась 4-я танковая армия, сосредотачивавшаяся из района Киева. Командование армии получило приказ на сосредоточение в новом районе 22 февраля. Гусеничные машины, неисправный автотранспорт перевозились по железной дороге. Причем командование фронта требовало втиснуть ж.-д. перевозки в 40 эшелонов. Автотранспорт следовал своим ходом. К началу сражения сосредоточение еще не было завершено. Состояние армии после тяжелого марша можно проиллюстрировать на примере входившего в ее состав 10-го гвардейского танкового корпуса. Имевшуюся в корпусе боевую технику и вооружение марш разделил на три группы (см. таблицу): наличие по списку, прибывшие в исходный район и готовые для выполнения боевой задачи исходя из обеспеченности частей боеприпасами и горючим[6].