26 сентября фон Бок подписал приказ № 1620/41 о наступлении{107}. На главном направлении, вдоль дороги Рославль — Москва предстояло наступать 4-й армии с подчиненной ей 4-й танковой группой. После прорыва обороны советских войск 4-я армия, прикрываясь с востока, должна была повернуть крупными силами в направлении шоссе Смоленск — Москва с обеих сторон Вязьмы. На участке прорыва шириной 56 км сосредоточивалась основная часть сил и средств: 10 из 15 пехотных дивизий и все танковые и моторизованные соединения. Оперативная плотность на этом направлении тоже была существенной — одна дивизия на 3,3 км.
Войскам 9-й армии с подчиненной ей 3-й танковой группой предписывалось прорвать оборону советских войск между шоссе и районом Белый и выйти к железной дороге Вязьма — Ржев. Часть сил армии намечалось повернуть восточнее верхнего течения р. Днепр в направлении автодороги западнее Вязьмы при одновременном прикрытии с востока. На внутренних флангах 4-й и 9-й армий между районом Ельня и шоссе предусматривалось сковывать советские войска, создавая видимость наступления путем нанесения отдельных сосредоточенных ударов с ограниченными целями. На 50-километровом участке прорыва сосредоточивались 50% пехотных дивизий, все танковые и моторизованные соединения. Благодаря этому была создана высокая оперативная плотность — одна дивизия на 3,2 км.
Войска 2-й армии должны были прикрыть правый фланг 4-й армии, прорвать оборону на р. Десна с нанесением главного удара по правому флангу советских войск в направлении Сухиничи, Мещовск. При возможности 2-й армии предстояло внезапным ударом занять городской и индустриальный район Брянск, Орджоникидзеград (Енакиево). На направлении главного удара развертывались (с учетом армейского резерва) пять дивизий. Оперативная плотность здесь была особенно высокой — одна дивизия на 1 км фронта. От 2-й танковой группы требовалось нанести главный удар в направлении Орел, Брянск. Левый фланг группы, продвигаясь с юга в направлении на Десну, получил задачу во взаимодействии со 2-й армией вытеснить советские войска из района дуги рек Судость, Десна.
В директиве от 26 сентября отмечалось, что группа армий «Юг» своим левым флангом (6-я армия) наступает в восточном направлении севернее Харькова, а группа армий «Север» силами 16-й армии прикрывает линию севернее озер Желанье и Ильмень. Поддержка наступления группы армий «Центр» возлагалась на 2-й усиленный воздушный флот.
За счет резервов Главного командования Сухопутных войск и войск, снятых с других участков Восточного фронта, группа армий «Центр» была значительно усилена к концу сентября. В ее состав были переброшены: из группы армий «Север» — управления 4-й танковой группы, трех механизированных корпусов, четыре танковые и две моторизованные дивизии; из группы армий «Юг» — четыре пехотные, две танковые и две моторизованные дивизии; из резерва ОКВ — две пехотные и две танковые дивизии. В результате группа армий «Центр» насчитывала до 1800 тыс. человек, свыше 14 тыс. орудий и минометов, 1,7 тыс. танков, на поддержку которых было выделено около 1390 самолетов{108}. Это составляло 42% солдат и офицеров, 33% орудий и минометов, 75% танков, более 50% авиации от общего количества сил вермахта на советско-германском фронте. В первом эшелоне группы армий «Центр» было развернуто 69 дивизий. В резерве оставались всего лишь три дивизии (из них одна танковая) и две бригады. Три охранные дивизии осуществляли оборону тыловых объектов.
Части и соединения пополнялись людьми, вооружением и боеприпасами. Укомплектованность пехотных дивизий была доведена до 90% штатной численности, а количество танков в танковых соединениях — до 70–100%. За две недели до операции начались перегруппировка и сосредоточение войск с соблюдением мер маскировки. Все передвижения осуществлялись только в ночное время, а в исходные районы войска выходили незадолго до наступления и с проведением дезинформационных мероприятий.
Войскам группы армий «Центр» противостояли Брянский, Резервный и Западный фронты, насчитывавшие около 1250 тыс. человек, 7,6 тыс. орудий и минометов, 990 танков и 677 самолетов (с учетом резервных авиагрупп){109}. Войска Западного фронта (22, 29, 30,19, 16, 20-я армии) оборонялись на московском направлении в полосе шириной 340 км — от Осташкова до Ельни. К концу сентября фронт насчитывал 320 600 человек, 440 танков (в том числе 389 легких), 2263 орудия, 730 минометов (без 50-мм), 272 самолета (из них исправных 214){110}. Военная техника было устаревших образцов, с недостаточно высокими боевыми возможностями. В составе Западного фронта имелось лишь 12,8% тяжелых и средних танков, а в авиации только 20% самолетов относилось к новым типам.