Значительные по площади лесные массивы в районах севернее Спас-Деменска, Кирова вполне обеспечивали маскировку войск. С выходом же к железной дороге Спас-Деменск — Смоленск местность совершенно открытая. Это требовало маскировки и надежного прикрытия войск с воздуха. Важнейшими узлами железных и шоссейных дорог и крупными населенными пунктами в тылу наших войск были Белый, Вязьма, Киров, Сухиничи. Наиболее крупными населенными пунктами у противника, через которые проходили важнейшие железные и шоссейные дороги, являлись Духовщина, Ярцево, Дорогобуж, Спас-Деменск, Демидов, Смоленск, Рославль. Большинство этих пунктов представляли собой сильные узлы сопротивления в системе вражеской обороны.

К началу операции наши войска имели одну рокадную железную дорогу Ржев — Вязьма — Киров с пропускной способностью 20–25 пар поездов в сутки. От нее по направлению к фронту шли железные дороги: Вязьма — Смоленск (пропускная способность 40–45 пар поездов в сутки) и Сухиничи — Смоленск (пропускная способность 20–25 пар поездов в сутки), что в основном обеспечивало подвоз войскам боеприпасов и продовольствия.

Противник располагал более развитой сетью железных и шоссейных дорог. Большое значение для перевозок как в прифронтовой полосе, так и в глубине имели узлы железных и шоссейных дорог — Смоленск и Рославль. Расходившиеся от этих узлов в различных направлениях железные и шоссейные дороги обеспечивали полностью оперативные перевозки вражеских войск и грузов из тыла и маневр вдоль фронта.

Особенно важное значение для врага имела рокадная железная дорога Смоленск — Брянск, которая связывала его группировку, находившуюся на западном направлении, с группировкой, сосредоточенной на орловском направлении.

В целом войскам Калининского и Западного фронтов предстояло прорвать достаточно укрепленную оборону врага со значительной плотностью живой силы, огневых средств, инженерных сооружений и заграждений и наступать в условиях лесисто-болотистой местности, затруднявшей применение боевой техники, особенно танков и тяжелой артиллерии.

В конце июня 1943 года Ставка Верховного Главнокомандования ориентировала командующих фронтами на то, что летом 1943 года главный удар советские войска будут наносить на юго-западном стратегическом направлении, по главной группировке германских войск.

Для достижения поставленной цели войска Калининского и Западного фронтов должны были нанести поражение 3-й танковой и 4-й армиям группы армий «Центр» противника и овладеть рубежом Смоленск — Рославль.

Кроме того, предусматривался вариант возможных действий главных сил войск Западного фронта в южном направлении, западнее Брянска, для содействия наступлению войск Брянского фронта, если их продвижение замедлится.

Наступательная операция войск Западного и Калининского фронтов должна была осуществляться в тесном стратегическом взаимодействии с войсками, наступавшими на орловско-брянском и белгородско-харьковском направлениях.

В соответствии с замыслом операции главный удар намечалось нанести на рославльском направлении войсками Западного фронта, командующим которого был генерал-полковник В. Д. Соколовский, начальником штаба — генерал-лейтенант А. П. Покровский, а членом Военного совета генерал-лейтенант Н. А. Булганин. Войска фронта должны были разгромить противника в районах Ельня и Спас-Деменск и в дальнейшем развивать наступление на Рославль. Армиям правого крыла Западного фронта предстояло во взаимодействии с соединениями левого крыла Калининского фронта разгромить противника в районе Ярцево — Дорогобуж и в дальнейшем наступать в общем направлении на Смоленск.

Войска Калининского фронта, которыми командовал генерал-полковник А. И. Еременко (начальник штаба генерал-лейтенант В. В. Курасов, член Военного совета генерал-лейтенант Д. С. Леонов) должны были своим левым крылом нанести удар в направлении н/п Духовщины, во взаимодействии с соединениями правого крыла Западного фронта разгромить группировку противника в районе Духовщина и в дальнейшем наступать в направлении на Смоленск. Командующим фронта в это время был генерал-полковник А. И. Еременко, членом Военного совета генерал-лейтенант Д. С. Леонов, начальником штаба генерал-лейтенант В. В. Курасов.

Для усиления войск Западного фронта из стратегических резервов передавались 21-я и 68-я армии, 5-й механизированный и 6-й гвардейский кавалерийский корпуса. 1-я воздушная армия была усилена тремя авиационными корпусами (бомбардировочным, штурмовым и истребительным) и одной ночной бомбардировочной авиационной дивизией.

Кроме того, предполагалось на время проведения Смоленской стратегической наступательной операции усилить Западный фронт дополнительно 4-й танковой армией, 5-м и 25-м танковыми корпусами, а также выделить пять боекомплектов боеприпасов, о чем командующий войсками фронта был информирован при докладе им плана операции в Ставке в июле 1943 года. Однако танковые армия и корпуса в состав Западного фронта в период проведения Смоленской операции не были переданы, а боеприпасы поступили не в том количестве, в котором предполагалось.

Таким образом, к началу Смоленской операции Западный фронт в своем составе имел 31, 5, 10-ю гвардейскую, 33, 49, 10, 50, 68, 21-ю общевойсковые и 1-ю воздушную армии, 5-й механизированный и 6-й гвардейский кавалерийский корпуса.

Одновременно Калининский фронт был усилен 3-м гвардейским кавалерийским корпусом. Этот фронт к 13 августа в своем составе (протяженность линии фронта около 300 км) имел 3-ю и 4-ю ударные, 43, 39, 3-ю воздушную армии и 3-й гвардейский кавалерийский корпус.

Всего к началу наступления артиллерия усиления Западного фронта насчитывала две артиллерийские дивизии прорыва, 10 отдельных артиллерийских бригад и 47 артиллерийских полков, а артиллерия усиления Калининского фронта — одну артиллерийскую дивизию прорыва и 28 артиллерийских полков. Фронты также были усилены частями и соединениями инженерных войск.

Исходя из поставленной задачи, командующий войсками фронта решил прорвать оборону противника на участке Шимени (2 км южнее Чащи) — Куприно протяженностью 16 км, нанося главный удар силами четырех армий, одного механизированного и одного кавалерийского корпусов в общем направлении на Рославль с задачей разгромить главные силы 4-й армии противника и овладеть важным узлом железных и шоссейных дорог — г. Рославль.

Для содействия главной группировке фронта в уничтожении войск противника в районе Спас-Деменска намечался переход в наступление части сил 10-й армии из района Кирова на Оболовку и Воронцово. Кроме того, силами правого крыла фронта (31-я и 5-я армии) планировалось нанести еще два удара с целью разгрома группировок противника в районах Ярцево и Дорогобуж.

Две армии (49-я и 50-я) должны были оборонять ранее занимаемые рубежи в готовности перейти в наступление с началом отхода противника.

После разгрома главных сил 4-й армии противника войска фронта должны были выйти на рубеж Ярцево — Починок — Рославль — Дубровка. Планируемая глубина фронтовой операции на направлении главного удара достигала 180–200 км.