Второй удар планировалось нанести с пулавского плацдарма (30 километров по фронту и 10 километров в глубину) в направлении Радом, Лодзь. Оборону противника на 13-километровом участке прорывали 69-я и 33-я армии, усиленные 11-м и 9-м танковыми корпусами. На 12-й день операции 69-я армия генерал-полковника В.Я. Колпакчи должна была овладеть городом Лодзь и выйти на рубеж Згеж, Пабьянице. 33-я армия генерал-полковника В.Д. Цветаева основными силами нацеливалась на Шидловец с тем, чтобы во взаимодействии с войсками 1-го Украинского фронта окружить и уничтожить островецко-опатувскую группировку противника. На третий день операции планировалось ввести в дело 7-й гвардейский кавалерийский корпус.

Уничтожение варшавской группировки возлагалось на три общевойсковые и одну танковую армии. 47-я армия генерал-майора Ф.И. Перхоровича получила задачу перейти в наступление на второй день операции, прорвать немецкую оборону на 4-километровом участке севернее Варшавы, ликвидировать вражеский плацдарм в междуречье Вислы и Западного Буга, форсировать Вислу юго-восточнее Модлина и развивать наступление на Лешно в обход столицы Польши с северо-запада. Войска 61-й армии генерал-полковника П.А. Белова и 2-й гвардейской танковой армии генерал-полковника С.И. Богданова огибали Варшаву с юго-запада и запада. Задача непосредственного освобождения города возлагалась на 1-ю армию Войска Польского – по плану она переходила в наступление на четвертый день, используя успех «Советов».

Кроме того, в разгроме варшавской группировки должна была принять участие левофланговая 70-я армия 2-го Белорусского фронта, которой ставилась задача нанести удар в обход Модлина и быть в готовности форсировать Вислу.

Маршал Конев решил нанести один мощный удар с сандомирского плацдарма (70 километров по фронту и 50 километров в глубину) в направлении Хмельник, Радомско. Прорыв обороны предусматривалось осуществить на одном участке шириной 39 километров войсками 13-й, 52-й, 5-й гвардейской армий. Последней придавались 4-й гвардейский и 31-й танковые корпуса. Для развития наступления планировалось в первый день вести в сражение 4-ю и 3-ю гвардейскую танковые армии с задачей к исходу третьего дня операции выйти на реку Пилица и захватить на ней переправы. Иван Степанович в вопросе применения танковых войск имел собственное мнение и «чистые прорывы» не признавал принципиально: «Иметь такую технику и не использовать всю силу ее удара, огня и маневра, а планировать прорывы так, как это делалось в Первую мировую войну, держа танки в бездействии, покуда пехота прогрызет оборону противника насквозь, – всегда мне представлялось ошибочным».

Действительно, советские танковые армии «однородного состава» образца 1944 года представляли собой внушительную силу: «По сравнению с танковыми армиями смешанного состава армии однородного состава обладали большей ударной силой и огневой мощью, а также мобильностью из-за отсутствия немоторизованных соединений. Значительно возросли и возможности по обеспечению боевых действий. Наличие отдельных танковых и самоходно-артиллерийских бригад позволяло иметь сильный подвижный танковый резерв либо при необходимости быстро выделять передовой отряд. Боевые соединения и части армии, имея на вооружении танки, самоходно-артиллерийские установки, артиллерию, в том числе зенитную и артиллерийскую, стрелково-пулеметное вооружение, могли наносить поражения крупным танковым группировкам противника в составе до танкового корпуса».

Например, в 3-ю гвардейскую танковую армию, которой командовал генерал-полковник П.С. Рыбалко, входили 6-й и 7-й гвардейские танковые корпуса, 9-й механизированный корпус, 199-я легкая артиллерийская бригада, 57-й гвардейский отдельный тяжелый танковый полк, 16-я самоходная артбригада, 50-й отдельный мотоциклетный полк, 19-я моторизованная инженерная бригада, 91-й гвардейский минометный полк, 77-й автотранспортный полк и другие части. На период операции армии были приданы артдивизионы 145-й и 194-й пушечных бригад РГК, 90-й инженерно-танковый полк, 207-й отдельный моторизованный инженерный батальон, 79-й штурмовой инженерно-саперный батальон и взвод собак-миноискателей. Всего армия имела 55 600 человек личного состава, 640 новеньких танков Т-34/85, 22 танка-тральщика на базе Т-34/76, 21 танк ИС-2, 63 тяжелых самохода ИСУ-122, 63 средних СУ-85, 63 легких СУ-76, 49 легких СУ-57-И, 60 зенитных самоходных установок М-17, 20 пушек-гаубиц калибра 152 мм, 20 «стомиллиметровок» типа БС-3, 222 трехдюймовые пушки ЗИС-3, 84 орудия ЗИС-2 калибра 57 мм, 48 реактивных установок М-13, 364 полковых и батальонных миномета, 79 зенитных пушек и 161 зенитный пулемет ДШК, 5496 грузовых, легковых и специальных автомашин.