На следующий день Ватутин вылетел из Москвы и уже вечером вместе с адъютантом прибыл на глухую железнодорожную станцию Филоновская встречать штаб 1-й гвардейской армии. Вскоре в небольшом городке Серафимович, что на правом берегу Тихого Дона, начал работать штаб Юго-Западного фронта. Ватутин прекрасно понимал, что на первом этапе контрнаступления его фронту предстоит выполнить главную задачу. Это особенно подчеркивали Василевский и Жуков во время последнего разговора в Ставке.
— Верховный сначала не верил, что мы сможем осуществить столь большое окружение, — сказал Жуков, — предлагал ограничиться ударами навстречу вдоль Дона.
— Но ведь тогда Паулюс может парировать удар своими танковыми корпусами...
— Я так и доложил. Вся суть в том и состоит, что, ударив западнее Дона, мы не дадим возможности противнику из-за речной преграды быстро сманеврировать резервами, чтобы выйти навстречу нашим группировкам. Времени, Николай Федорович, у тебя мало, а задачи серьезные, наступление тебе придется начать раньше Сталинградского фронта, ибо до точки встречи надо пройти большее расстояние. Курировать подготовку твоего и Донского фронтов поручено мне. В первых числах ноября будь готов доложить свои предложения...
Ватутин вправе был сослаться на недостаток времени, но у него даже не мелькнуло такой мысли. Слишком велико было доверие Ставки, слишком долгожданна полученная задача, и какой военачальник не позавидовал бы сейчас Николаю Федоровичу! Словом, Ватутин, не задумываясь, включился в напряженнейшую работу. Спать приходилось урывками, большей частью в машине при объезде войск... За короткий срок предстояло создать гибкий, слаженный механизм руководства, подтянуть и принять резервы, накопить нужное количество боеприпасов и материально-технических средств. И делать все приходилось на практически открытой местности, в бездорожье. К фронту подходила единственная узкоколейная дорога, и Николай Федорович приказал выгружать части, не доходя до фронтовой полосы, и ночью колоннами направлять их в районы сосредоточения. Также ночью проводилась скрытая перегруппировка войск. И везде он старался побывать сам. Адъютант уже знал, что только во время ночных переездов командующий успевает соснуть часок-другой, и устроил для Ватутина на заднем сиденье своеобразное спальное место. Николай Федорович, не любивший повышенного внимания к своей особе, на сей раз не противился. Слишком серьезны и велики стоявшие перед ним задачи, и решать их можно только со свежей головой. Днем отдыхать было некогда. С начальником штаба фронта, членами Военного совета, операторами Ватутин не отходил от карты.
Войскам фронта предстояло нанести удар по правому флангу немецкой группы армий «Б», державшей оборону на фронте почти в полторы тысячи километров. На самом левом фланге, в районе Воронежа, оборонялась 2-я немецкая армия. Правее, по правому берегу Дона, прикрывала харьковское направление 2-я венгерская армия. Далее — от Новой Калитвы до Вешенской — стояла 8-я итальянская армия и — от Вешенской до Клетской — 3-я румынская армия. Вот по ней и предстояло нанести удар Ватутину. Николай Федорович знал, что румынские войска менее стойки, но на легкий успех не рассчитывал. Противник построил глубоко эшелонированную оборону, располагал мощными огневыми средствами, да и из глубины в любой момент могли подойти значительные резервы уже немецких войск. Трудности усугублялись еще и тем, что наступать предстояло с плацдармов, а значит, возрастала роль переправ. Осень в тот год выдалась капризной. Заморозки чередовались с оттепелью. Днем от дождя набухали солдатские шинели, ночью покрывались ледяной коркой. Начавшийся ледостав фактически парализовал связь с плацдармами. С чувством щемящей боли, горечи и гордости смотрел Николай Федорович на стоявших по плечи в ледяной воде саперов, деловито рубивших мосты. «Их муки не должны пропасть, — думал он. — Удар должен быть сокрушителен». И командующий фронтом сосредоточивал на участке прорыва более половины стрелковых дивизий фронта, два кавалерийских и три танковых корпуса, почти всю артиллерию РВГК и всю реактивную артиллерию. В результате ударная группировка превосходила противника по личному составу в 2,5 раза, по танкам и артиллерии в 5 раз.
В состав ударной группировки Ватутин включил 5-ю танковую армию генерал-лейтенанта П.Л. Романенко и 21-ю армию генерал-лейтенанта И.М. Чистякова. Армии, наступая с плацдармов в районе Серафимовича и Клетской, должны были прорвать оборону 3-й румынской армии в общем направлении на Калач и к исходу третьего дня операции соединиться с ударной группировкой Сталинградского фронта. Для обеспечения наступления ударной группировки с юго-запада и запада командующий фронтом выделял правофланговую 1-ю гвардейскую армию генерал-лейтенанта Д.Д. Лелюшенко. В последующем к Лелюшенко должны были присоединиться основные силы 5-й танковой армии. Этим частям и соединениям, выйдя на рубеж рек Чир и Кривая, предстояло создать активно действующий внешний фронт окружения. Действия наземных сил поддерживала авиация 17-й воздушной армии генерал-майора авиации С.А. Красовского и 2-й воздушной армии генерал-майора авиации К.Н. Смирнова, а также самолеты авиации дальнего действия.