Замысел операции 2-го Украинского фронта заключался в следующем. Ударная группировка фронта в составе 27, 52 и 4-й гвардейской общевойсковых, 5-й гвардейской и 6-й танковых армий имела задачу прорвать оборону противника на 25-километровом участке фронта Чемериское, Ольховец, разгромить группировку противника в районе Умань, овладеть рубежом р. Южный Буг и в дальнейшем развивать удар к р. Днестр.

27-я армия силами семи стрелковых дивизий должна была прорвать обброну противника на участке 8 км, нанося удар в общем направлении на Христиновка.

52-й армии приказывалось силами семи стрелковых дивизий прорвать оборону противника на 8-километровом участке, нанося удар в общем направлении Рыжановка, Умань.

4-я гвардейская армия имела задачу силами семи стрелковых дивизий прорвать оборону противника на участке 9 км, нанося удар в направлении Тальное, Бабанка.

40-я армия получила приказ создать на своем левом фланге ударную группу в составе пяти дивизий и, используя прорыв в полосе 27-й армии, нанести удар в направлении на Сарны (южн.) с целью расширения прорыва в сторону фланга и свертывания обороны противника перед фронтом армии.

Аналогичную задачу имела 53-я армия, которая должна была группировкой в составе пяти дивизий, используя прорыв в полосе 4-й гвардейской армии, нанести удар в направлении Кальни-Болото.

Танковые армии предполагалось использовать следующим образом. 2-я танковая армия должна была развивать прорыв в полосе 27-й армии с задачей к исходу второго для операции овладеть районом Христиновка. 5-я гвардейская танковая армия имела задачу развить прорыв в полосе 4-й гвардейской армии и на второй день операции овладеть г. Умань, 6-я танковая армия предназначалась для наращивания усилий ударной группировки фронта и развития успеха в направлении Христиновка, Могилев-Подольский.

На левом крыле фронта — на смежных флангах 5-й и 7-й гвардейских армий — создавалась ударная группировка в составе десяти стрелковых дивизий, которая имела задачу прорвать оборону противника в районе Федоровка на 12-километровом участке и развивать наступление на Ново-Украинку, обходя ее с севера и юга.

В соответствии с решением командующего фронтом на участках прорыва сосредоточивались сильные ударные группировки, что обеспечивало превосходство наших войск над противником и высокие плотности сил и средств. На направлении главного удара наши войска превосходили противника по живой силе в 3,5 раза и по артиллерии в 6,3 раза. По танкам и авиации силы сторон были примерно равными. Плотность артиллерии на участке прорыва 27-й армии составляла 166, на участке прорыва 52-й армии— 119 и на участке прорыва 4-й гвардейской армии—156 орудий и минометов на 1 км фронта.

Оперативное построение фронта было одноэшелонным. На направлении главного удара фронт имел три танковые армии, предназначавшиеся для развития успеха. Оперативное построение общевойсковых армий было также одноэшелонным. Наступавшие на направлении главного удара 27-я и 52-я армии имели в резерве по одной стрелковой дивизии, а 4-я гвардейская армия — две стрелковые дивизии. Боевые порядки стрелковых корпусов строились в один, а стрелковых дивизий — в два эшелона.

Артиллерийская подготовка на направлении главного удара планировалась продолжительностью в 56 минут. Артиллерийскую поддержку атаки пехоты и танков предполагалось осуществить последовательным сосредоточением огня.

Расход боеприпасов был определен: на артиллерийскую подготовку — 0,6 боекомплекта, на поддержку атаки — 0,5 боекомплекта и на сопровождение пехоты и танков при бое в глубине обороны — 0,2 боекомплекта. Всего таким образом п первый день операции предполагалось израсходовать 1,3 боекомплекта.

Авиационное обеспечение должна была осуществлять 5-я воздушная армия, имевшая в своем составе 551 самолет. План фронтовой операции предусматривал два варианта действий авиации в зависимости от метеорологических условий: первый вариант—в случае годности всех аэродромов и второй — действия только с аэродромов с оборудованными взлетно-посадочными полосами. По первому варианту предусматривалось произвести в первый день 706 самолето-вылетов, по второму — 430 самолето-вылетов.

Основные усилия авиации сосредоточивались на поддержке войск при прорыве обороны противника и обеспечении действий танковых армий при развитии ими наступления в глубине.

К началу операции фронт имел 48 инженерных батальонов, не считая саперных подразделений и частей полков, дивизий и корпусов. Основная часть сил инженерных войск была сосредоточена на направлении главного удара, где с учетом дивизионных и корпусных саперов была создана плотность 7 рот на 1 км фронта прорыва.

Наиболее трудной частью работ по инженерному обеспечению наступления являлось строительство дорог и мостов. Достаточно указать, что в период подготовки операции было отремонтировано и построено 1600 км дорог и 96 мостов протяженностью 1110 м. На эти работы была выделена большая часть инженерных войск. Однако опыт показал, что восстановление дорог в короткие сроки в данных условиях обстановки (распутица) требовало значительно большего количества сил и средств, чем имел фронт.

В ходе наступления войскам фронта предстояло форсировать ряд крупных водных преград (Горный Тикич, Южный Буг, Днестр). Реки почти не имели бродов, уровень воды в них вследствие весеннего паводка повысился, берега рек в большинстве своем крутые и высокие. Преодоление этих рек требовало не только больших усилий от всех родов войск, но и наличия табельных переправочных средств. Фронт имел достаточное количество переправочных средств, но значительная часть их находилась далеко в тылу. Недостаточная обеспеченность автотранспортом и бездорожье не дозволили, несмотря на все принятые меры, подтянуть понтонные батальоны к войскам и поэтому большая их часть не могла быть использована при форсировании рр. Горный Тикич, Южный Буг и Днестр. Войскам были даны указания в ходе наступления организовать сбор и заготовку подручных переправочных средств для форсирования рек.