Quân đội Liên Xô

• Phương diện quân Ukraina 3 (tư lệnh: Đại tướng F. I. Tolbukhin, tham mưu trưởng: thượng tướng S. S. Birzuzov)
  • Tập đoàn quân 46 của trung tướng Ivan Timofeyevich Shlemin gồm 7 sư đoàn bộ binh, 1 lữ đoàn và 4 trung đoàn pháo, 1 trung đoàn súng cối.
  • Tập đoàn quân 57 của tướng trung tướng Nikolai Aleksandrovich Gagen gồm 8 sư đoàn bộ binh, 1 lữ đoàn xe tăng, 1 lữ đoàn và 3 trung đoàn pháo, 1 trung đoàn súng cối.
  • Tập đoàn quân 37 của trung tướng Mikhail Nikolayevich Sharokhin gồm 8 sư đoàn bộ binh, 1 sư đoàn đổ bộ đường không, 1 lữ đoàn và 4 trung đoàn pháo, 1 trung đoàn Katyusha, 3 trung đoàn súng cối.
  • Tập đoàn quân không quân 17 của thượng tướng không quân Vladimir Aleksandrovich Sudet gồm 5 sư đoàn tiêm kích, 3 sư đoàn cường kích, 2 sư đoàn và 1 trung đoàn ném bom.
  • Quân đoàn cơ giới cận vệ 4 của thiếu tướng Vladimir Ivanovich Zhdanov gồm 1 lữ đoàn xe tăng, 3 lữ đoàn bộ binh cơ giới, 1 trung đoàn pháo tự hành, 3 trung đoàn pháo, 1 trung đoàn phòng không, 1 tiểu đoàn xe bọc thép lội nước và 1 tiểu đoàn mô tô trinh sát.
  • Quân đoàn cơ giới cận vệ 7 của thiếu tướng F.G. Katkov gồm 1 lữ đoàn xe tăng, 3 lữ đoàn bộ binh cơ giới, 2 trung đoàn pháo tự hành, 1 trung đoàn súng cối, 1 trung đoàn phòng không, 1 tiểu đoàn xe bọc thép lội nước và 1 tiểu đoàn mô tô trinh sát.
• Hạm đội biển Đen (tư lệnh: Đô đốc F. I. Oktyabrskiy)

Lực lượng kháng chiến Bulgaria

• Tư lệnh: Dobry Kolev Terpeshev, Ủy viên Bộ Chính trị trung ương Đảng Lao động Bulgaria (cộng sản) [BRP(k)];
• Chính ủy: Anton Yugov;
• Các phó tư lệnh: Boyan Balgaranov (tham mưu trưởng), Vlado Trichkov và Petar Iliev;
• Các ủy viên hội đồng quân sự: Todor Toshev, Peter Vranchev và Blagoy Ivanov.

Binh lực gồm 13 liên đoàn du kích được trang bị chủ yếu là vũ khí bộ binh và một số ít sơn pháo. Tổng quân số khoảng 30.000 người:[8][9]

• Liên đoàn 1 hoạt động tại khu vực Thủ đô Sofia do Lev Glavinchev, Vlado Trichkov và Slavcho Transki chỉ huy, gồm Lữ đoàn du kích "Chavdar" (Sofia), Lữ đoàn 4 mang tên "Cách mạng Sofia" 4", các chi đội du kích "Transky", "Ikhtimanska", "Tsribrodsky", "Shopsky", "Radomirsky, "Dubnitsa", "Brazninsky", "Georgy Rakovsky", một phần chi đội "Rilo-Pirinsky" và đại đội độc lập "Dragovishitsa".
• Liên đoàn 2 hoạt động tại thành phố Plovdiv do George Zhechev, Ivan Radev và Boyan Balgaranov chỉ huy, gồm Lữ đoàn Rodop 1 "Georgi Dimitrov", Lữ đoàn Rodop 2 "Vasil Kolarov", các chi đội "Khristo Botev I", "Khristo Botev II", "Vasil Levski I", "Vasil Levski II" và một phần Lữ đoàn Rodop 3 "Ivanov".
• Liên đoàn 3 hoạt động tại tỉnh Pazardzhiska do Metodi Shatorov chỉ huy, gồm các lữ đoàn "Chepinets" và "Georgi Benkovski"; các chi đội "Angel Kynchev" và "Panayot Volov".
• Liên đoàn 4 hoạt động tại tỉnh Gornodzhymaska do Nikolai Parapunov và Krum Radonov chỉ huy, gồm các chi đội du kích "Nikola Kalapchiev", "Nikola Parapunov", "Yane Sandanski", "Anton Popov", "Aneshti Uzunov" và một phần chi đội "Rilo-Pirinsky".
• Liên đoàn 5 hoạt động tại tỉnh Starozagorska do Stoyu Nedelchev-Chochoolu chỉ huy, gồm Lữ đoàn "Georgi Dimitrov" 2, các chi đội du kích "Georgi Dimitrov", "Petko Enev", "Marko Chernev", "Tsvyatko Radoynov" và "Georgy Gyrbachev".
• Liên đoàn 6 hoạt động tại khu vực Yambol do Dimityr Dimov chỉ huy gồm các chi đội "Hadji Dimitar", "Cái chết cho quân phát xít", "Tổ quốc trên hết", "Pyotr Momchilov" và Chi đội số 4.
• Liên đoàn 7 hoạt động tại tỉnh Khashkovo do Ivan Arakliev chỉ huy, gồm các chi đội "Vasil Levski III" và "Asen Zlatarov".
• Liên đoàn 8 hoạt động tại tỉnh Gorno-Oryakhovski do Boris Kopchev chỉ huy, gồm các chi đội "Gabrovo", "Sevlievo" và "Gorno-Oryakhovski"
• Liên đoàn 9 hoạt động tại tỉnh Shumenska do Grudy Atanasov chỉ huy, gồm các chi đội "Avgust Popov", "Omurtagski", "Popovski" và "Targovishe".
• Liên đoàn 10 hoạt động tại khu vực thành phố Varna do Lambo Teolov chỉ huy, gồm các chi đội "Vasil Levski IV" (Varna), "Veliko Marinov" và "Docho Mikhailov".
• Liên đoàn 11 hoạt động tại tỉnh Pleven do Pelo Pelovski và Boris Popov chỉ huy, gồm các chi đội "Khristo Kyrpachev", "Georgy Benkovski I", "Danube", "Vasil Levski V" và "Dyadu Vylko".
• Liên đoàn 12 hoạt động tại tỉnh Vrachanska do Diko Dikov chỉ huy, gồm các chi đội "Gavril Genov", "Khristo Mihailov", "Stefan Karadzha" và "Georgy Benkovski II".
• Liên đoàn 13 hoạt động tại tỉnh vùng núi Rose do Nikola Popov chỉ huy.

Lực lượng du kích Bulgaria có mối quan hệ khá chặt chẽ với Quân Giải phóng nhân dân Nam Tư do I. B. Tito lãnh đạo và các đội du kích chống phát xít của nước láng giềng Hy Lạp.[10]

Quân đội Bulgaria

Quân đội Bulgaria nắm trong tay một lực lượng đáng kể với tổng cộng 26 sư đoàn, 7 lữ đoàn với hơn 510.000 người. Ngoài ra họ còn sở hữu 250 máy bay. Các cảng Varna, Burgas là nơi trú đóng hơn 80 tàu chiến Đức - Bulgaria. Tuy nhiên, trên thực tế sau đó quân đội Liên Xô chỉ phải giao chiến với 4 sư đoàn và 2 lữ đoàn, phần còn lại của quân đội Bulgaria đều quay súng chống lại quân Đức và gia nhập phe Đồng Minh.

Quân đội Đức Quốc xã

Quân đội Đức Quốc xã gồm hơn 20 đơn vị cấp tiểu đoàn với khoảng 10.000 người, chủ yếu làm nhiệm vụ bảo vệ hậu phương mặt trận, các tuyến giao thông đường bộ, đường sắt, các hải cảng, nhà ga và bảo vệ các phái bộ ngoại giao và quân sự Đức tại Sofia.