Противник на подступах к Кировограду не успел создать сильно укрепленную оборону. Она была недостаточно глубокой и на ряде участков занята недоукомплектованными, основательно потрепанными в предыдущих боях, но еще боеспособными соединениями. Они занимали опорные пункты с широким применением траншей. Из-за недостатка сил на ряде участков переднего края были оборудованы только стрелковые окопы на три — пять человек, широко применялись проволочные заграждения легкого типа (рогатки, спирали Бруно, «ежи»). На скрытых подступах и в непосредственной близости к первой траншее, а также в глубине устанавливались плотные минные заграждения. Вторая полоса обороны, находившаяся на удалении 6–8 км от переднего края, была оборудована значительно слабее. Сам Кировоград как опорный пункт был укреплен очень сильно. Все крупные каменные здания были подготовлены к круговой обороне, организована система перекрестного и флангового огня, мосты и аэродром заминированы.
29 декабря 1943 г. генерал армии Конев получил директиву № 30272 Ставки ВГК, в которой говорилось:
Эта директива легла в основу планирования Кировоградской наступательной операции.
При оценке обстановки и выработке решения генерал армии Конев учитывал то обстоятельство, что местность в районе предстоящих боевых действий открытая, бедная растительностью, изрезанная большим количеством глубоких балок, идущих в основном перпендикулярно оси наступления войск фронта. Все это создавало определенные трудности для действий частей и соединений, особенно танковых. Противник имел возможность по долинам и балкам скрытно маневрировать своими резервами, а также укрывать свои артиллерийские и минометные батареи. Метеорологические условия были благоприятные.
Исходя из оценки обстановки и задач, поставленных Ставкой ВГК, Конев решил нанести удар по сходящимся направлениям с целью окружения и уничтожения кировоградской группировки противника. Для этого были созданы две ударные группировки: первая в составе 5-й гвардейской армии с 7-м механизированным корпусом, вторая — в составе 7-й гвардейской и 5-й гвардейской танковой армий. Первая ударная группировка наносила удар по Кировограду с севера, а вторая — с юга.
Учитывая, что фронт не располагал сколько-нибудь значительным превосходством над противником, генерал армии Конев сосредоточил в полосе шириной 80 км (общий фронт наступления составлял около 230 км) тридцать стрелковых дивизий, т.е. более 50% общего их числа, а также пять механизированных и танковых корпусов (не считая двух корпусов, находившихся в резерве фронта), около 60% артиллерии. На участок шириной в 55 км, что составило 25% полосы наступления, были нацелены 21 стрелковая дивизия, 4 танковых и механизированных корпуса, 40% имевшейся во фронте артиллерии. Благодаря этому 5-я гвардейская армия превосходила противника по пехоте и минометам в 5 раз, по орудиям в 2 раза, а 7-я гвардейская армия — по пехоте в 3 раза, по орудиям в 8 и по минометам в 7 раз{364}.