Командующий Западным фронтом, получив директиву Ставки ВГК, 11 октября уточнил состав и задачи конно-механизированной группы. Ей дополнительно была придана 1-я самокатно-мотоциклетная бригада. Задача конно-механизированной группы теперь состояла в том, чтобы войти в прорыв на правом фланге 20-й армии и стремительно выйти в ранее указанный район{252}. Главным силам 2-го гвардейского кавалерийского корпуса предстояло, прикрываясь с запада сильными разведывательными отрядами, продолжать стремительные действия в северном направлении на Чертолино, в тыл ржевской группировки противника. На 6-й танковый корпус с 1-й самокатно-мотоциклетной бригадой возлагалась задача нанести удар в направлении Вязовка, Колодня, Барсуки, и во взаимодействии с 20-й армией ударом с юго-запада овладеть Сычевкой и не допустить подхода к городу резервов врага с юга. С воздуха действия КМГ обеспечивала 1-я воздушная армия. Переход в наступление был намечен на 12 октября, но затем уточнен. По решению Сталина от 13 октября на усиление Калининскому фронту передавались 5-й гвардейский стрелковый и 8-й Эстонский корпуса{253}.

15 октября генерал-полковник Конев утвердил план операции, разработанный под руководством начальника штаба Западного фронта генерал-полковника Соколовского{254}. Замысел состоял в том, чтобы силами правофланговых соединений 20-й армии, наносившей главный удар в общем направлении Гредя-кино, Катерюшки, прорвать оборону противника на участке Васильки, Гредякино, Пруды, овладеть первой и второй линиями обороны, а затем выйти западнее железной дороги Ржев — Сычевка. На второй день операции предусматривалось повернуть основные силы 20-й армии (326,42,251-я стрелковые дивизии) на северо-запад, а ее 247-ю стрелковую дивизию — на юго-запад с целью создать коридор шириной 15–18 км для ввода в прорыв конно-механизированной группы. Ей предстояло во взаимодействии с армиями левого крыла Калининского фронта окружить и уничтожить ржевско-сычевскую группировку противника. При этом 2-й гвардейский кавалерийский корпус должен был наступать в западном направлении на Чертолино с целью перерезать железную дорогу Ржев — Оленино и во взаимодействии с частями, наступающими с фронта, уничтожить ржевскую группировку противника. 6-й танковый корпус (165 танков) под командованием полковника П.М. Армана[46]наносил сосредоточенный удар в юго-западном направлении на Сычевку с задачей овладеть ею во взаимодействии с частями 8-го гвардейского стрелкового корпуса, наступающими с северо-востока. 20-й кавалерийской дивизии 2-го гвардейского кавалерийского корпуса предписывалось наступать на юго-запад на Андреевское, уничтожая отходящие от Сычевки части противника и не допуская подхода его резервов с юго-запада. Для обеспечения успеха на главном направлении на участке прорыва 20-й армии было создано 2–3-кратное превосходство в силах и средствах над противником. По решению командующего 20-й армией танковые бригады в оперативном отношении были подчинены: 93-я — 326-й стрелковой дивизии, 25-я — 251-й стрелковой дивизии, 255-я — 12-й гвардейской стрелковой дивизии, 240-я и 11-я — 247-й стрелковой дивизии. Подвижная группа армии должна была действовать совместно с 8-м гвардейским стрелковым корпусом.

Командующий Калининским фронтом генерал армии М.А. Пуркаев принял решение нанести главный удар с запада Ржевского выступа силами 41-й армии на г. Белый и 22-й армий — в районе р. Лучеса в северном направлении. Основную роль в полосе 41-й армии предстояло сыграть 6-му Сталинскому Сибирскому добровольческому стрелковому корпусу, которому предстояло прорвать тактическую зону обороны противника южнее Белого и совместно с 41-й армией разгромить противника в районе города. Одновременно у вершины выступа планировалось ввести 39-ю армию с задачей ограничить свободу передвижения войск противника, захватить Оленино и перерезать железную дорогу на участке Ржев — Оленино, а также соединиться с 20-й армией у Чертолина и с 22-й армией у Оленина. После прорыва вражеской обороны южнее Белого в сражение предусматривалось ввести 1-й и 2-й механизированные корпуса в общем направлении на Сычевку, Андреевское, где им предстояло соединиться с 20-й кавалерийской дивизией и танковыми частями. В результате намечалось создать своего рода бронированный щит вокруг основания Ржевского выступа, чтобы блокировать контрудар танковых резервов противника, спешащих на помощь окруженным войскам на выступе. Для создания внешнего фронта окружения предполагалось использовать также подошедшие стрелковые части и соединения, которым предписывалось совместно с танковыми соединениями и войсками 22-й армии овладеть г. Белый. В полосе 22-й армии предусматривалось ввести 3-й механизированный корпус в общем направлении на Оленино, навстречу наступающей 39-й армии. Кроме того, после прорыва обороны намечалось предпринять наступление с периферии выступа силами 30-й и 29-й армий. На 3-ю ударную армию возлагалось нанесение упреждающего удара с целью разгрома великолукской группировки противника. Для этого она получила на усиление 5-й гвардейский стрелковый и 1-й механизированный корпуса, 21-ю гвардейскую стрелковую дивизию, танковые и артиллерийские части.

Особое внимание генерал-полковник Конев обратил на соблюдение мер маскировки. С целью введения противника в заблуждение относительно истинного направления главного удара в районе к северу от вершины Ржевского выступа, к югу от Зубцова в сторону железной дороги, у дорог на Ржев и к югу от участка фронта, проходящего по р. Вазуза, имитировалось сосредоточение войск. Наряду с этим войска Западного фронта занимались совершенствованием обороны. 6 октября генерал-полковник Конев поставил конкретные задачи каждому командующему армией по строительству оборонительных рубежей, устройству инженерных заграждений и их эшелонированию в глубину. Так, войска 20-й армии должны были к 10 декабря завершить строительство предмостной позиции у Погорелого Городища, 30-я и 31-я армии — соответственно к 14 ноября и 1 декабря и к 15 ноября и 15 декабря — тыловых оборонительных рубежей, 29-й армии — к 25 октября превратить Зубцов в сильный опорный пункт, а к 15 ноября — оборудовать тыловой оборонительный рубеж. При подготовке к обороне населенных пунктов требовалось широко применять льдобетонные фортификационные сооружения (огневые точки, баррикады), на водных преградах устраивать незамерзающие полыньи.

Противник, несмотря на принятые командующим Западным фронтом меры по его дезинформации, располагал сведениями о возможном наступлении войск Западного и Калининского фронтов в районе Ржевского выступа. Это было обусловлено двумя обстоятельствами. Во-первых, Ставка ВГК, стремясь обеспечить внезапность перехода в контрнаступление под Сталинградом, специально подбрасывала противнику сведения о готовящемся наступлении на Ржевском выступе. Во-вторых, разведывательные органы Генштаба Сухопутных войск вермахта, штабов группы армий «Центр» и 9-й армии, получая эту информацию, сами предпринимали активные шаги для выяснений намерений командующих Западным и Калининским фронтами, которые не имели сведений о готовящемся контрнаступлении под Сталинградом.