7-й кавалерийский корпус, организационно в 3-ю танковую армию не входивший, получал задачу, наступая на Валуйки, обеспечить операцию с юга, а также образовать внешний фронт окружения. Для выполнения этих задач корпус усиливался одной отдельной танковой и тремя лыжно-стрелковыми бригадами [7; 298, [21; 100], [19; 337 – 338], [29; 370 – 371].
Третью ударную группировку – центральную – составлял 18-й отдельный стрелковый корпус генерал-майора П.М. Зыкова в составе трёх стрелковых дивизий и одной стрелковой бригады. Он наносил удар с плацдарма у Щучье (50 км северо-восточнее Острогожска), прорывал вражеский фронт на 8-километровом участке, а затем развивал наступление по двум расходящимся направлениям – на Острогожск (на соединение с северной ударной группировкой) и на Карпенково (на соединение с южной ударной группировкой). Удар 18-го отдельного стрелкового корпуса дробил окружённую группировку противника на несколько частей [7; 297– 298], [21; 100], [19; 337 – 338], [29; 370 – 371].
С воздуха действия войск Воронежского фронта обеспечивала 2-я воздушная армия генерал-майора К.Н. Смирнова.
Кроме того, для содействия Воронежскому фронту в его наступлении и обеспечения его левого крыла привлекалась правофланговая 6-я армия Юго-Западного фронта (ранее эта армия входила в состав Воронежского фронта, но к тому моменту уже была передана ЮЗФ), которая должна была наступать из района юго-западнее Кантемировки на Каменку и Покровское [7; 298], [21; 100].
Предполагалось, что в результате этой наступательной операции будет окружено и уничтожено около пятнадцати вражеских дивизий [7; 298].
Начало операции намечалось на 14 января 1943 года.
Надо отметить, что по своему замыслу Острогожско-Россошанская операция представляла собой классические «Канны» – фланговые удары по сходящимся направлениям с целью окружения противостоящего противника. Однако с самого начала в замысел наступления была заложена асимметричность – наиболее сильный удар предполагалось нанести со стороны слабо обеспеченного южного фланга противника силами 3-й танковой армии. Поэтому представляется необходимым сказать о ней несколько слов.
Современный российский историк А. Исаев называет 3-ю танковую армию в разных своих работах как «”тузом в рукаве” советского командования» [19; 337], так и «своего рода “реликтом” советской военной машины» [20; 11] именно на момент описываемых событий. Откуда такие, казалось бы, взаимоисключающие определения? На самом деле никакого противоречия здесь нет. Оба определения взаимодополняют друг друга. «Тузом в рукаве» нашего командования