Более полно была подготовлена в инженерном отношении главная полоса обороны, глубина которой достигала 3—5 км. На большинстве участков она состояла из трех позиций. Однако вторая и третья позиции, имевшие, как правило, по одной траншее, к концу января 1944 г. были готовы только на 25— 50%Главная полоса прикрывалась густой сетью минных и проволочных заграждений. Большая часть населенных пунктов, расположенных в пределах главной полосы и в ближайшей глубине, была подготовлена к круговой обороне.

Вторая полоса обороны была оборудована на удалении 8— 12 км, а на никопольском плацдарме в 4—6 км от переднего края главной полосы. Глубина второй полосы обороны достигала 1,5—2,5 км.

Третья полоса обороны на никопольском плацдарме непосредственно прикрывала подступы к переправам через р. Днепр, а в полосе 3-го Украинского фронта проходила по рубежу Кривой Рог, р. Каменка, Никополь, т. е. в 30—40 км от переднего края главной полосы обороны. Между второй и третьей полосами обороны имелись промежуточные и отсечные позиции, оборудованные по берегам рек.

Все крупные населенные пункты в оперативной глубине были подготовлены к обороне. В частности, г. Кривой Рог с севера, востока и юга прикрывался позицией, состоявшей из одной сплошной траншеи.

Прорыв обороны противника требовал тщательной подготовки наступления и умелого сосредоточения сил и средств на направлении главного удара наших войск.

В результате перегруппировки сил и средств на направлении главного удара 3-го Украинского фронта наши войска имели более чем двукратное превосходство по пехоте и четырехкратное по артиллерии. По танкам силы были примерно равны. Плотность сил и средств, созданная на направлениях главного удара армий ударной группировки фронта, составляла: в 46-й армии — 4,9 батальона, 88 орудий и минометов калибра 76 мм и выше, 2,6 танка и самоходно-артиллерийской установки на 1 км фронта и в 8-й гвардейской армии — 6,3 батальона, 120 орудий и минометов калибра 76 мм и выше, 3,4 танка и самоходно-артиллерийской установки на 1 км фронта.

В своей директиве на проведение операции командующий 3-м Украинским фронтом требовал создания в полосе действий главной ударной группировки плотности не менее 175 орудий и минометов на 1 км фронта. Однако, как это видно из вышесказанного, такой плотности на 23-километровом участке создать не удалось. Ввиду этого командующий фронтом дал указание при организации прорыва вражеской обороны основную массу артиллерии сосредоточить в 46-й армии на 8-километровом участке и в 8-й гвардейской армии на 6-километровом участке, где плотность артиллерии была доведена соответственно до 143 и 202 орудий и минометов на 1 км фронта. Чтобы довести плотность артиллерии в полосе 46-й армии до требуемой, было дополнительно дано указание о привлечении для стрельбы прямой наводкой танков непосредственной поддержки пехоты.

Оперативное построение войск обоих фронтов было одноэшелонным. В каждом из них было по одному механизированному корпусу, которые предназначались для развития успеха. Общевойсковые армии имели, как правило, по одной стрелковой дивизии в резерве. Стрелковые корпуса и дивизии свои боевые порядки строили в два эшелона.

Планом артиллерийского обеспечения в полосе главной ударной группировки 3-го Украинского фронта предусматривался предварительный период разрушения и пристрелки продолжительностью в 10 часов. Продолжительность артиллерийской подготовки планировалась в 50 минут. Поддержка атаки пехоты и танков должна была осуществляться огневым валом на глубину 1,5 км, а далее — последовательным сосредоточением огня. В полках, дивизиях, корпусах и армиях были созданы артиллерийские группы. Все 82-мм минометы в стрелковых полках на период артиллерийской подготовки и поддержки атаки сводились в минометные группы под командованием начальников артиллерии полков.

Для отражения возможных контратак танков противника 46-я и 8-я гвардейская армии были усилены двумя истребительно-противотанковыми артиллерийскими бригадами и двумя истребительно-противотанковыми артиллерийскими полками. В дивизиях, корпусах и армиях были созданы истребительно-противотанковые резервы.

Авиационная поддержка наступления в полосе 3-го Украинского фронта осуществлялась 17-й воздушной армией под командованием генерал-лейтенанта авиации Судец В. А., в полосе 4-го Украинского фронта — 8-й воздушной армией под командованием генерал-лейтенанта авиации Хрюкина Т. Т. Каждую армию ударной группировки 3-го Украинского фронта должен был поддерживать смешанный авиационный корпус.

8-я воздушная армия, кроме обеспечения действий войск 4-го Украинского фронта, имела также задачу в тесном взаимодействии с 17-й воздушной армией содействовать войскам 3-го Украинского фронта.

Прикрытие войск и объектов тыла истребительной авиацией организовывалось командующими воздушных армий. Для организации зенитно-артиллерийского прикрытия войск 3-й Украинский фронт располагал 573 и 4-й Украинский фронт — 243 зенитными орудиями. Для прикрытия ударной группировки из общего количества 573 орудий, имевшихся в 3-м Украинском фронте, в полосе 46-й армии находилось 84 зенитных орудия, в полосе 8-й гвардейской армии — 144 орудия. Из этих зенитных средств в обеих армиях были созданы по две зенитно-артиллерийские группы, руководимые командирами зенитно-артиллерийских дивизий или наиболее опытными командирами зенитно-артиллерийских полков.

С целью обеспечения боевых действий войск ударной группировки на направлении главного удара 3-го Украинского фронта было сосредоточено 86 расчетных инженерных рот, что составляло 3,7 роты на 1 км фронта. Учитывая исключительно большой объем инженерных работ как при подготовке, так и в ходе боев, особенно по дорожному строительству, такая плотность инженерных войск была явно недостаточной.

Поскольку одной из важнейших задач инженерного обеспечения являлось обеспечение продвижения первых эшелонов войск и артиллерии, каждой стрелковой дивизии, действовавшей в составе ударной группировки, придавался один инженерный батальон.