В соответствии с указанной директивой командующий Северо-Кавказским фронтом разработал план наступательной операции, по которому главный удар наносился на правом крыле фронта 58-й и 9-й армиями с рубежа Брыньковская, Брюховецкая в общем направлении на Славянскую и Варениковскую. Южнее 37-я армия и войска правого фланга 46-й армии наносили удар с рубежа Дядьковская, Раздольная в общем направлении на Краснодар.

Войска 18-й и 56-й армий должны были наступать южнее р. Кубань в направлении на Троицкую, Варениковскую. Действовавшая на левом крыле фронта 47-я армия своим правым флангом наносила удар в направлении на Троицкую, а частью сил — в направлении на Крымскую.

Одновременно с этим 47-я армия продолжала начатую 3 февраля операцию по охвату с северо-востока новороссийской группировки врага, с тем чтобы во взаимодействии с морским десантом, высаживавшимся в районе Южной Озерейки и Мысхако, разгромить вражескую группировку в районе Новороссийска и освободить город и порт Новороссийск.

Для того чтобы выйти в исходное положение для наступления, отдельным соединениям 58-й и 37-й армий необходимо было совершить 75—120-километровый марш в трудных условиях бездорожья и распутицы. Между тем командование Северо-Кавказского фронта торопилось с наступлением и начало его 9 февраля, не ожидая полного сосредоточения войск в исходных районах. Артиллерия усиления и даже часть войсковой артиллерии отстала на 80—100 км.

В результате этого 58-я и 9-я армии, наносившие главный удар, в течение двух дней не смогли прорвать вражескую оборону. Прорыв был осуществлен лишь 37-й и 18-й армиями, войска которых совместно с частью сил 46-й армии 12 февраля освободили город Краснодар. В результате прорыва фронта севернее и южнее Краснодара противник был вынужден начать отвод своих войск почти на всем фронте 17-й армии на новые оборонительные рубежи. В ходе январских боев только войска 37-й армии взяли в плен 1600 солдат и офицеров противника, захватили большие трофеи. Кроме того, при поспешном отступлении противник вынужден был уничтожить много своей техники: 1431 автомашину, 93 самолета, 23 танка, 104 тягача и другого военного имущества и оружия.

Войска левого фланга 47-й армии, действовавшие в исключительно тяжелых условиях горно-лесистой местности, хотя и нанесли противнику значительные потери в живой силе и технике, однако выполнить поставленной задачи не смогли. Высаженный южнее Новороссийска морской десант овладел плацдармом в районе Мысхако протяженностью по фронту около 7 км и глубиной в 3—4 км, но развить свой успех и освободить Новороссийск, как было уже отмечено выше, не смог. К 4 апреля войска фронта выдвинулись на рубеж Свистельников, восточнее Варениковской, восточнее Крымской, бухта Цемесская. Они закрепились на этом рубеже и начали подготовку к новым наступательным операциям.

В связи со значительным сокращением протяженности фронта после выхода войск Северо-Кавказского фронта к Таманскому полуострову Ставка ВГК вывела из его состава в свой резерв 46-ю и 47-ю армии.

Основным эффектом от обороны 6-й армии Паулюса в окружении в Сталинграде в январе 1943 г. было воздействие на коммуникации советских войск на Котельническом направлении. Сидящая в крупном узле железных и шоссейных дорог группировка противника ухудшала условия снабжения наступающих на ростовском направлении армий Южного фронта. Без устойчивого снабжения войска не могли наступать достаточно быстро, чтобы предотвратить отход через Ростов 1-й танковой армии.

Командир 3-го танкового корпуса П.А.Ротмистров, которому было приказано возглавить механизированную группу для броска на Ростов, впоследствии писал:

«...наступил острый кризис в снабжении войск боеприпасами и особенно горючим. Армейские базы находились от нас очень далеко, на расстоянии 350—400 километров, а фронтовые — еще дальше. Они остались на тех же местах, где были, когда существовал еще Сталинградский фронт, и могли использовать для подвоза войскам всего необходимого единственную, и то сильно разрушенную противником, железную дорогу Сталинград — Тихорецк, от которой наш корпус тоже был на большом удалении» (Ротмистров П. А. Стальная гвардия. — М.: Воениздат, 1984. С. 158).

Противник, напротив, приближался к своим базам снабжения. В таких условиях гонка к Ростову уже не могла быть выиграна советскими войсками. Осуществить второе крупное окружение подряд было уже невозможно.

В результате операций «Уран» и «Малый Сатурн» фронт группы армий «Б» утратил свою целостность. Его правый фланг фактически висел в воздухе: локтевую связь с группой армий «Дон» осуществляла только растянутая по фронту армейская группа Фреттер-Пико. Продвижение на запад 6-й армии Юго-Западного фронта привело к охвату фланга оборонявшегося на Дону итальянского альпийского корпуса. Перед советским командованием открывалась заманчивая перспектива постепенного сокрушения немецкого фронта путем последовательного обхода открытого фланга. В случае окружения оборонявшейся на Дону 8-й итальянской армии открывался фланг 2-й венгерской и 2-й немецкой армий к югу от Воронежа. В свою очередь, окружение вышедших в июле 1942 г. к Воронежу войск группы армий «Б» открывало путь в тыл несокрушимой доселе группы армий «Центр». Такой возможностью нельзя было не воспользоваться. Поэтому зимой 1942—1943 гг. советскими войсками была проведена цепочка операций, построенных на постепенном «отламывании» висящих в воздухе флангов сначала армий сателлитов Германии, а затем и собственно немецких объединений двух групп армий. Первыми шагами на этом поприще стали Острогожско-Россошанская и Воронежско-Касторненская операции.

Кроме перспективы постепенного «пожирания» немецкого фронта, сокрушение 8-й итальянской армии освобождало железную дорогу Воронеж — Лиски — Кантемировка — Миллерово. Захват этой коммуникации позволял значительно улучшить снабжение действовавших в южном секторе фронта советских армий. Эта задача стала основой плана операции, впоследствии получившей название Острогожско-Россошанской. Еще в разгар «Малого Сатурна», 21 декабря 1942 г. Верховный Главнокомандующий И.В.Сталин дал указания командующему Воронежским фронтом Ф.И.Голикову подготовить и провести наступательную операцию с целью разгрома немецких войск на Дону между Воронежем и Кантемировкой и освобождения от противника участка железной дороги Лиски — Кантемировка. Освобожденную магистраль в дальнейшем предполагалось использовать для базирования войск Воронежского и Юго-Западного фронтов при развитии ими наступления на харьковском направлении и в Донбассе. Начало операции было намечено на 12 января 1943 г.

В отличие от наступлений зимы 1941—1942 гг. зимой 1942—1943 гг. в руках у советского командования уже были эффективные инструменты для развития успеха ударом в глубину — танковые корпуса и армии. Воронежский фронт был усилен 3-й танковой армией П.С.Рыбалко в составе 12-го и 15-го танковых корпусов, 179-й отдельной танковой бригады, 48-й гвардейской и 184-й стрелковых дивизий. Также Воронежский фронт усиливался 4-м танковым корпусом А.Г.Кравченко, 7-м кавалерийским корпусом С.В.Соколова, 111, 183-й и 322-й стрелковыми дивизиями, 8-й артиллерийской дивизией прорыва, 9-й артиллерийской дивизией ПВО, 4-й дивизией реактивной артиллерии и тремя лыжно-стрелковыми бригадами.