1 сентября под Смоленском вновь перешли в наступление 16, 19 и 20-я армии Западного фронта.

Особенно большую работу по подготовке этой операции провели командующий 16-й армией генерал К. К. Рокоссовский и его штаб. Они детально спланировали наступление соединений, взаимодействие с артиллерией и авиацией, инженерное обеспечение форсирования рек Вопь и Царевич. Командующий артиллерией армии генерал-майор артиллерии В. И. Казаков со своим штабом разработал планомерную артиллерийскую подготовку с массированным налетом по первой позиции противника и последовательным переносом огня в глубину.

Удар осуществлялся на узком восьмикилометровом фронте. На главном направлении части были построены в три эшелона. В резерве командарма находился сильный отряд, состоявший из подвижных частей и артиллерии.

В ночь на 1 сентября войска армии успешно форсировали реки Вопь и Царевич, а с утра перешли в наступление. В течение восьми дней они вели напряженные бои, в ходе которых противник потерял много живой силы и техники. Армия отвлекла на себя часть резервов германского командования из района Ельни.

В ходе наступления воины ряда соединений 16-й армии проявили твердую волю к борьбе и победе, возросшее боевое мастерство. В приказе командующего Западным фронтом отмечалось, что славные 64-я и 50-я стрелковые и доблестная 47-я авиационная дивизии нанесли большие потери противнику в танках и заставили его в районе Духовщины в беспорядке отступать. Немецкие моторизованные соединения потеряли до 130 танков, более 100 автомашин, много орудий, боеприпасов и живой силы.

Первого значительного успеха советские войска добились под Ельней, где 24-я армия Резервного фронта с 30 августа по 8 сентября провела наступательную операцию по уничтожению группировки противника, оборонявшей выступ.

Захватив 19 июля 1941 года город Ельню, немецкие части глубоко вклинились в оборону советских войск. Образовался плацдарм, имевший для германских войск важное значение. Отсюда шли пути на север, северо-восток и юго-восток. Выгодные высоты и лесные массивы позволяли им накапливать и сосредоточивать крупные силы перед прыжком на Москву. Однако ни расширить плацдарм, ни тем более развить наступление на вяземском направлении немецкие войска не смогли. Под ударами соединений 24-й армии Резервного фронта они были вынуждены перейти к обороне.

Неоднократные попытки советских войск в июле-августе срезать выступ и освободить Ельню не дали результатов. Восстановить положение не удалось прежде всего потому, что не хватало сил, удары наносились наспех и ослабленными в предшествующих боях дивизиями. Чтобы избежать напрасных потерь, командующий Резервным фронтом генерал армии Г. К. Жуков 21 августа приказал прекратить наступление и приступить к подготовке нового, более организованного удара. Ставка ВГК, одобрив его предложения, 25 августа отдала директиву, в которой предписывалось 24-й армии 30 августа перейти в наступление, разгромить ельнинскую группировку противника и к 8 сентября выйти на рубеж Долгие Нивы — Хиславичи.

Во исполнение этой директивы командование фронта разработало план ликвидации ельнинского выступа.

В основу замысла операции была положена наиболее решительная форма оперативного маневра — двусторонний охват с целью окружения и разгрома врага в районе Ельни по частям. Поскольку линия вражеской обороны имела вид большой дуги, мыслилось подрубить ее под оба основания одновременными ударами, сходящимися западнее Ельни. А чтобы лишить противника возможности перебрасывать силы и средства с одних участков обороны на другие, предусматривалось активизировать действия на всем протяжении ельнинской дуги.

Получив 26 августа директиву фронта, командующий армией генерал-майор К. И. Ракутин решил привлечь к выполнению задачи силы девяти дивизий из тринадцати, имевшихся в армии к началу операции (четыре дивизии готовили оборону по реке Ужа севернее ельнинского выступа). Они насчитывали около 60 тыс. человек, до 800 орудий и минометов калибра 76 мм и выше, 35 танков. Для прорыва обороны и окружения вражеской группировки (около 70 тыс. человек, 500 орудий и минометов калибра 75 мм и выше, до 40 танков) создавались две ударные группы в составе пяти дивизий: северная (100-я, 107-я стрелковые и 102-я танковая) и южная (303-я стрелковая и 106-я моторизованная). Им надлежало нанести встречные удары в общем направлении на поселок Леонов.

Создавая две ударные группировки, генерал К. И. Ракутин включил в их состав все исправные танки и около 70 % артиллерии армии. Ее плотность на участках прорыва достигала 60 орудий и минометов на километр фронта, что было в два-три раза больше, чем в наступлении Западного фронта под Смоленском в августе 1941 года. Уязвимым местом в предстоящей операции было отсутствие авиационного обеспечения, не говоря уже об ограниченном количестве танков, что в случае успеха не позволило бы развить наступление. В связи с тем, что на подготовку операции отводилось всего около четырех суток, не удалось полностью решить вопросы обеспечения боевых действий.

Решающая роль в операции отводилась северной группе, получившей наибольшее количество сил и средств усиления. Например, 107-я стрелковая дивизия (командир — полковник П. В. Миронов) была усилена 275-м корпусным, 573-м пушечным и 544-м гаубичным (без одного дивизиона) артиллерийскими полками и двумя батареями реактивных установок (БМ-13). Она действовала в полосе до 4 км, а оборону прорывала на участке до 2 км. 102-я отдельная танковая (командир — полковник И. Д. Илларионов) и 100-я стрелковая (командир — генерал-майор И. Н. Руссиянов) дивизии наступали соответственно в полосах до 4 и 8 км, осуществляя прорыв на участках 1,5 и 3 км.

В южной группе главную роль играла 303-я стрелковая дивизия (командир — полковник Н. П. Руднев). Ей были приданы стрелковый полк из 106-й моторизованной дивизии (в некоторых документах — 106-я стрелковая. — Примеч. авт.), два дивизиона 488-го корпусного артиллерийского полка, 24-й минометный батальон, батарея реактивных установок (БМ-13), а в последующем и 103-й танковый батальон. Полоса наступления ее достигала 8 км, участок прорыва — 3 км. 106-я моторизованная дивизия (командир — полковник А. Н. Первушин) действовала в полосе около 10 км, а прорыв обороны противника осуществляла на участке 2 км.

В решении командующего армией важное место отводилось и центральной группе, в которую входили 19-я (командир — генерал-майор Я. Г. Котельников) и 309-я (командир — полковник Н. А. Ильянцев) стрелковые дивизии. Нанося удар с востока, они должны были рассечь окружаемую группировку на части и во взаимодействии с другими соединениями уничтожить ее.

103-й моторизованной (командир — генерал-майор И. И. Биричев) и 120-й стрелковой (командир — генерал-майор К. И. Петров) дивизиям предстояло активными действиями сковать противника и не допустить маневра его сил и средств на другие направления.

При подготовке операции особое внимание уделялось разведке. Выявить систему вражеской обороны, ее характер позволили предшествующие бои. Было установлено, что немецкие дивизии оборонялись в широких полосах, имея одноэшелонное построение боевых порядков и незначительные резервы в глубине. Корпусные резервы располагались на удалении 15–25 км от выступа.