Решением Савки ВГК 30 июля был образован Резервный фронт (командующий генерал армии Г.К. Жуков, начальник штаба генерал-майор П.И. Ляпин, с 10 августа генерал-майор А.Ф. Анисов). Ему была поставлены задача уничтожить ельнинскую группировку противника, которая насчитывала около 70 тысяч солдат и офицеров, 500 орудий и минометов, около 40 танков, и создавала угрозу флангам и тылу советских войск, действующих на вяземском направлении.

Штаб фронта после всестороннего изучения обстановки разработал план разгрома фашистской группировки, оборонявшейся в ельнинском выступе. Замысел операции предусматривал встречными ударами с севера и юга под основание выступа прорвать оборону врага и, развивая наступление, окружить основные силы 20-го армейского корпуса. Одновременно планировалось рассечение вражеской группировки ударом с востока и уничтожение ее по частям.

Таким образом, учитывая конфигурацию линии фронта, в основу замысла операции в районе Ельни была положена решительная форма оперативного маневра – двусторонний охват с целью окружения и разгрома врага по частям. Осуществление операции возлагалось на 24-ю армию (командующий генерал-майор К.Н. Ракутин, начальник штаба генерал-майор А.К. Кондратьев).

Генерал К.И. Ракутин во исполнение оперативной директивы фронта после уяснения задачи и оценки обстановки 26 августа принял решение и поставил задачи командирам соединений. Прорыв обороны противника предусматривалось осуществить силами 9 дивизии из 13, имевшихся в армии (четыре дивизии оборонялись на рубеже реки Ужа). В составе этих сил насчитывалось около 60 тысяч человек, около 800 орудий и минометов. Создавались две ударные группы в составе 5 дивизий – северная (две стрелковые и одна танковая дивизии) и южная (стрелковая и моторизованная дивизии).

Ударные дивизии должны были нанести встречные удары под основание выступа в общем направлении на Выс. Леонов на глубину до 10 километров. Решающая роль в достижении цели операции принадлежала северной ударной группе дивизий. 107-я стрелковая дивизия (командир полковник П.В. Миронов) была усилена 275-м корпусным, 573 пушечным и 544-м гаубичным (без одного дивизиона) артиллерийскими полками, двумя батареями ракетных установок (БМ-13). Дивизия действовала в полосе 4 км, прорывая оборону на участке 2 км. 102-я танковая дивизия (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. Всего в северной группе имелось около 400 орудий и минометов.

Южная ударная группа в составе 303-й стрелковой и 106-й моторизованной дивизий получила на усиление около 100 орудий и минометов. Главная роль отводилась 303-й стрелковой дивизии (командир полковник Н.П. Руднев), которой были приданы: стрелковый полк из 106-й дивизии, два дивизиона 488-го корпусного артиллерийского полка, 24-й минометный батальон, батарея реактивных установок (БМ-13), а в последующем и 103-й отдельный танковый батальон. Она наступала в полосе 8 км, прорывая оборону на участке 3 км. 106-я моторизованная дивизия (командир полковник А.Н. Первушин) имела полосу наступления около 10 км, участок прорыва – 2 км.

Важная роль отводилась центральной группе, в состав которой входили 19-я (командир генерал-майор Я.Г. Котельников) и 309-я (командир полковник Н.А. Ильянцев) стрелковых дивизий. Они должны были, наступая с востока на Ельню, рассечь окружаемые войска на части и во взаимодействии с другими дивизиями уничтожить их. Эти соединения имели полосы наступления шириной соответственно до 6 и 4 км, осуществляя прорыв на участках 3 и 2 км. Однако для выполнения поставленных задач сил и средств в этой группе было явно недостаточно. Она насчитывала всего около 100 орудий и минометов, а танков вообще не имела.