Непосредственно для обороны Харькова и ближних подступов к городу германское командование сосредоточило сильную группировку в составе шести пехотных (168, 106, 198, 320, 282, 39-я), а также двух танковых (3-я и 6-я) дивизий 11-го и 42-го армейских корпусов, боевой группы 167-й пд, самоходно-артиллерийских частей, отдельной группы бронепоездов и других подразделений. Эти силы были сосредоточены в основном на северо-западном и восточном участках обороны Харьковского укрепленного района, при значительном эшелонировании войск в глубину. Для защиты самого города и ведения уличных боев привлекались различные охранные части и отряды полиции. Предвидя, что советское командование попытается полностью окружить укрепленный район, чтобы избежать втягивания своих войск, в особенности бронетехники, в уличные бои, командование 8-й А и 11-го ак специально укрепило оборону к востоку и западу от Харькова частями противотанковой и зенитной артиллерии.

С целью усиления угрожаемых направлений немцы использовали части выдвинувшейся к 19 августа в район Харькова дивизии СС «Рейх», в составе которой насчитывалось 25 штурмовых орудий и 131 танк (в том числе 35 танков «Тигр»)[963]Дивизия «Рейх» заняла оборону севернее железнодорожной линии из Харькова на Полтаву. Кроме того, 355-я пд, вошедшая в состав 42-го ак, сосредоточилась к 19 августа южнее Харькова в районе Константиновки, на участке фронта против 57-й советской армии. Сюда же направлялась кавалерийская дивизия СС.

Как свидетельствуют распоряжения генерала Ватутина и воспоминания маршала Москаленко[964], к 16 августа командованию ВорФ стало ясно, что противник стремится контрударами сорвать общее наступление войск фронта и получить время для организации обороны на рубеже рек Боромля, Ворскла и Мерла. Восточная контрударная группировка немцев уже перешла 11 августа к активным действиям против 1-й ТА. Теперь, чтобы предотвратить новый контрудар, подготавливаемый германским командованием из района Ахтырки, Ватутин решил упредить неприятеля, ввести в сражение оперативные резервы – 47-ю А, отбросить противника, действующего восточнее Сум и в районе Боромли, а затем ударами во фланг и тыл окружить и уничтожить его западную группировку в районе Тростянец – Олешня – Зеньков – Ахтырка. Как видно, при наличии больших резервов, периодически передаваемых Ставкой, советское фронтовое командование предпочитало придерживаться наступательного образа действий, так что даже перед реальной угрозой вражеского контрудара оно не отводило войска, а планировало новые операции на уничтожение противника.

Маршал Москаленко указывает[965], что в то время, как армии центра и левого крыла ВорФ перемалывали брошенные против них вражеские резервы, генерал Ватутин начал усиливать правое крыло – прежде всего 40-ю А, с тем чтобы воздействовать на противника угрозой его флангу и тылу. Вместе с тем, по мнению Г. Колтунова и Б. Соловьева[966], командование ВорФ, имея некоторые данные о сосредоточении сильной группировки противника, все же сделало неправильный вывод о времени ее готовности к переходу в наступление, в связи с чем проводившиеся мероприятия отставали от развивающихся событий.

В своей оперативной директиве от 16 августа командующий ВорФ поставил войскам следующие задачи[967]:

1. 47-й А с 3-м гв. мк, вводимой на участке 40-й А, нанести главный удар своим правым флангом вместе с 10-м тк и с утра 17 августа наступать с рубежа Гребенниковка – Боромля (исключительно) в общем направлении Великий Истороп – Лебедин – Большая Павловка – Борки – Шишаки – Батрак с целью прорвать вражескую оборону, выйти во фланг и тыл противнику, обороняющемуся южнее Боромли, и свернуть его фронт на юг, уничтожая его силы и не допуская их отхода на запад; к исходу 19 августа выйти в район Зеньков.

2. 40-й А с 2-м тк перейти в наступление одновременно с 47-й А и к исходу 19 августа выйти на реку Псел на участке Ворожба – Свинарная (14 км юго-западнее Веприка).

3. 27-й А до начала операции обеспечить захват и удержание плацдарма на западном берегу реки Ворскла в районе Буды – Бельск – Лазьки, с утра 17 августа перейти в наступление в общем направлении Котельва – Зеньков, чтобы во взаимодействии с 47-й А окружить ахтырскую группировку немцев в районе Тростянец – Ахтырка.

4. 38-й А продолжать выполнение ранее поставленной задачи – выйти к реке Псел на участке Большая Чернетчина – Низы.

5. 2-й ВА главные усилия направить на поддержку наступления 47-й А, а частью сил на поддержку 27-й А.

Для ввода в бой войск 47-й А к 23 часам 16 августа была произведена соответствующая перегруппировка: 47-я А, сменив части 52-го ск 40-й А, заняла исходное положение на участке Гапоновка, Бацаивщина; 237-я и 309-я стрелковые дивизии 40-й А, переданные под управление 52-го ск, вместе со 2-м тк заняли рубеж совхоз «Каменное» (западнее Большого Бобрика) – Братский; 100, 161, и 206-я стрелковые дивизии 47-го ск 40-й А заняли исходное положение на рубеже Бацаивщина (исключительно) – Боромля – Каменка. В результате после перегруппировки 40-я А оказалась разделенной на две изолированные друг от друга группы на флангах 47-й А. Перед операцией командование ВорФ усилило обе армии артиллерией, помимо того что их действия должна была поддержать еще и 38-я А, которая одновременно переходила к активным действиям на Сумском направлении своим левым флангом, смежным с 40-й А.

По свидетельству маршала Москаленко[968], 40-й А была поставлена задача разгромить противостоявшие на Лебединском направлении вражеские войска, обойдя их в районе Ахтырки с запада, и овладеть рубежом реки Псел, создав угрозу тылам группировки противника, сосредоточенной для контрудара из района Ахтырки на Богодухов. Анализ обстановки показывал, что в течение всех предшествующих дней немцы предпринимали сильные контратаки против соединений 47-го ск на левом фланге армии, стремясь не допустить продвижения ее войск на юго-запад, в обход Ахтырки по кратчайшему направлению. В связи с этим не вызывало сомнений, что сильнейшая группировка противостоявших 40-й А германских войск была сосредоточена против ее левого фланга. Исходя из таких соображений при определении направления главного удара командование 40-й А остановило свой выбор на правофланговом участке. Данное решение, утвержденное командующим фронтом, предусматривало как раз то, чего опасался противник, – сильный удар в юго-западном направлении, но не там, где его ожидало германское командование, а несколько севернее. В соответствии с приказом командования фронта командование и штаб армии разработали оперативный план, где учитывалось, что 47-я А, с которой предстояло взаимодействовать, самостоятельной полосы не получала, но ей отводился 9-километровый участок на левом фланге. Поэтому намечалось, что правее 47-й А главный удар нанесут 237-я и 309-я усиленные стрелковые дивизии 52-го ск и соединения 2-го тк с задачей прорвать оборону противника на участке от Холодово до рощи в 400 м западнее Гапоновки. Слева от 47-й А было приказано действовать 47-му ск, также двумя усиленными дивизиями (100-я и 206-я дивизии), которые должны были прорваться на участке севернее населенного пункта Белка (30 км восточнее города Лебедина). Одну из дивизий 47-го ск (161-я дивизия) предполагалось использовать для развития успеха. Обеим ударным группам 40-й А предстояло тесно взаимодействовать с 47-й А в течение первого и второго дней наступления. По достижении рубежа Боровенька – Должик 47-я А выходила из полосы 40-й А, нанося удар в юго-западном направлении, в обход Ахтырки, тогда как войска 40-й А продолжали наступление к реке Псел, чтобы очистить левый берег реки от противника и занять прочную оборону: правофланговой группой на участке Пашков – Бишкинь – Селище, а левофланговой – от Боброво до Сосновки. Всю операцию глубиной 40–70 км предполагалось провести в течение трех суток, но подготовка к ней, включая разработку оперативного плана и постановку задач соединениям, была осуществлена менее чем за сутки – необходимая перегруппировка войск прошла в ночь с 16 на 17 августа.