Авиационное обеспечение в 4-м Украинском фронте планировалось осуществить силами 8-й воздушной армии — командующий генерал-лейтенант авиации Хрюкин Т. Т. — и авиационной группы ВВС Черноморского флота, а в Отдельной Приморской армии — силами 4-й воздушной армии. Авиационная группа Черноморского флота должна была поддерживать наступление 2-й гвардейской армии, а 8-я воздушная армия— наступление 51-й армии и Г9-го танкового корпуса.

Военно-воздушным силам в Крымской операции ставились задачи: вести воздушную разведку, обеспечивать действия наземных войск путем разрушения оборонительных сооружений, подавлять живую силу и огневые средства противника, наносить удары по кораблям и транспортам врага на коммуникациях и в портах, а также обеспечивать боевые действия 19-го танкового корпуса.

На 4-ю воздушную армию наряду с выполнением основных задач по поддержке войск Отдельной Приморской армии возлагалось прикрытие морских транспортов в Керченском проливе и переброска по воздуху грузов для войск, находившихся на плацдарме в районе Керчи.

Соотношение сил и средств на основных направлениях к началу Крымской операции было следующим: на Перекопском перешейке наши войска превосходили противника в живой силе в 3,2 раза, на сивашском направлении — в 3,8 раза, на Керченском полуострове — в 3 раза; по артиллерии: на Перекопском перешейке — в 4 раза, на сивашском плацдарме — в 4,5 раза, на Керченском полуострове — в 2,5 раза; по танкам и самоходным орудиям наше превосходство было почти четырехкратным: противник имел до 150 танков и штурмовых орудий, войска Советской Армии — 560 танков и самоходных орудий.

При подготовке к предстоящей операции большое внимание уделялось боевой и политической подготовке личного состава советских войск.

В частях и соединениях 4-го Украинского фронта и Отдельной Приморской армии проводились совместные занятия с личным составом стрелковых, танковых и артиллерийских подразделений на специально оборудованной местности, на которых отрабатывались вопросы взаимодействия при атаке укрепленных позиций противника.

Командиры соединений, частей и подразделений, политорганы, партийно-политический аппарат и комсомольский актив разъясняли всему личному составу задачи на предстоящее наступление. Массово-политическая работа в войсках обеспечила создание высокого наступательного порыва и непреклонного стремления и решимости всего личного состава советских войск на быстрейшее уничтожение врага и освобождение Крымского полуострова.

Не менее важное место в период подготовки к наступлению отводилось материальному обеспечению операции. Войска 4-го Украинского фронта базировались на железнодорожный участок Мелитополь — Ново-Алексеевка с пропускной способностью до 12 пар поездов в сутки при значительной растяжке грунтовых путей подвоза и при отсутствии дорог с твердым покрытием. Все это создавало большую трудность в обеспечении операции материальными средствами и требовало накопления запасов в войсках и на головных армейских складах.

На проведение операции (до выхода к Севастополю) планировалось израсходовать 3,5 боекомплекта боеприпасов и 8—10 сутодач продовольствия, которые и были подвезены войскам в марте. Значительно хуже обстояло дело с авиационным бензином. Его запасы составляли только 4 заправки. Увеличить эти запасы к началу операции не удалось, а поэтому уже на четвертый день наступления авиация 4-го Украинского фронта была вынуждена намного сократить свои действия.

В Отдельной Приморской армии подвоз и накапливание необходимых материально-технических средств производились с Таманского полуострова кораблями Азовской военной флотилии, а также транспортной авиацией. Всего авиацией было доставлено по воздуху войскам более 6 тыс. т различных грузов.

Координацию действий войск 4-го Украинского фронта и Отдельной Приморской армии осуществляли член Ставки Верховного Главнокомандования Маршал Советского Союза Ворошилов К. Е. и Начальник Генерального Штаба Советской Армии Маршал Советского Союза Василевский А. М.