Войска, оборонявшие Белград, прошли специальную подготовку. Обучением предусматривалось отражение удара танковых сил, борьба с партизанскими формированиями и подавление вооруженного восстания населения города. Особое внимание уделялось отработке маневренных действий и нанесению контратак.
Германское командование упорной обороной Белграда решило приковать к этому району возможно большее количество советских и югославских войск и облегчить тем самым отход частей группы армий «Е» на Сараево. Оно сознательно пошло на жертву белградского гарнизона для спасения войск группы армий «Е». Однако и это ему не удалось. Немецкие войска, отошедшие из южных районов Балканского полуострова, впоследствии были уничтожены или взяты в плен войсками Народно-освободительной армии Югославии, о чем довольно образно свидетельствует бывший начальник штаба группы армий «Е» Эрих Шмидт Рихберг в своей книге «Конец Балкан».
«Осенью 1944 года, — писал он, — более чем 300 000 немецких солдат выступили с островов Эгейского и Ионического морей и из Греции, чтобы достичь своей родины… Эти немецкие солдаты, несмотря на все трудности, открыли себе дорогу на родину, но лишь для того, чтобы после тяжелых боев и маршей, уже видя приветствовавшие их Альпы, оказаться в балканском плену».
К штурму Белграда привлекались с югославской стороны — 1-я и 6-я Пролетарские, 5, 11, 16, 21, 23, 28-я и 36-я ударные дивизии; с советской — 4-й гвардейский механизированный корпус, 73-я гвардейская и 236-я стрелковые дивизии, 3 артиллерийские бригады, 16 артиллерийских, минометных и самоходно-артиллерийских полков, зенитная артиллерийская дивизия и 3 отдельных зенитных артиллерийских полка. Наступление с воздуха поддерживали соединения 17-й воздушной армии, а фланг на Дунае обеспечивали корабли Дунайской военной флотилии.
Основная идея штурма Белграда заключалась в том, чтобы фронтальным ударом главных сил на узком участке прорвать городской оборонительный обвод противника, стремительным обходным маневром части сил выйти в тыл гарнизона и с ходу овладеть мостом через реку Сава. Тем самым командование гарнизона лишалось возможности маневрировать резервами и отходить на запад. Затем предусматривалось несколькими ударами главных и вспомогательных сил рассечь гарнизон противника на изолированные части и уничтожить их.
Разрабатывая план штурма, советское и югославское командование учитывало, что наличными силами окружить город и уничтожить его довольно сильный гарнизон будет невозможно. Поэтому в основу замысла были положены быстрота и внезапность действий войск. Штурм крупного города объединенными силами требовал организации самого тесного взаимодействия между частями всех родов войск, а также между советскими и югославскими соединениями. Осуществить это взаимодействие на местности с советской стороны командующий фронтом поручил генерал-полковнику С. С. Бирюзову и генерал-полковнику артиллерии М. И. Неделину. На командном пункте 57-й армии генералы С. С. Бирюзов и М. И. Неделин вместе с генералами Н. А. Гагеном и В. И. Ждановым уточнили план штурма Белграда советскими войсками и все детали взаимодействия с войсками Народно-освободительной армии Югославии, организовали артиллерийское и авиационное обеспечение советских и югославских войск. С югославской стороны подготовкой штурма руководил командующий 1-й армейской группой НОАЮ генерал-подполковник Пеко Дапчевич, который совместно со своим штабом разработал план наступления на Белград войск Народно-освободительной армии Югославии. Утром 14 октября на совместном совещании командования 1-й армейской группы НОАЮ и 4-го гвардейского механизированного корпуса Красной армии в Яйнице были окончательно согласованы действия советских и югославских войск в наступлении на Белград.