Quân đội Liên Xô

Phương diện quân Voronezh chiếm lĩnh bờ tả ngạn sông Dniepr từ ngã ba sông Ros đổ vào sông Dniepr ở phía Nam, qua khu vực bờ Đông Kiev đến Lyubech ở phía Bắc. Trên mặt trận có độ dài đến 600 km có 6 tập đoàn quân binh chủng hợp thành, 1 tập đoàn quân xe tăng và 1 tập đoàn không quân hoạt động. Sát trước chiến dịch đổ bộ đường không, khu vực phía trước Rzhishchev-Bukrin đã tập trung 2 tập đoàn quân bộ binh và 1 tập đoàn quân xe tăng, bố trí từ Bắc xuống Nam như sau:

• Tập đoàn quân 40 do tướng K. S. Moskalenko chỉ huy. Đơn vị phái đi trước của tập đoàn quân này là Sư đoàn bộ binh 340 thuộc Quân đoàn bộ binh 51 đã chiếm làng Rzhishchev trên bờ hữu ngạn Dniepr ngày 23 tháng 9.
• Tập đoàn quân xe tăng cận vệ 3 do tướng P. S. Rybalko chỉ huy. Đơn vị tiền tiêu của nó là Lữ đoàn mô tô trinh sát đã có mặt tại khu vực Bolshoy Bukrin từ ngày 22 tháng 9.
• Tập đoàn quân 27 do tướng S. G. Trofimenko chỉ huy. Đơn vị tiền tiêu của tập đoàn quân là Sư đoàn bộ binh 241 đã có mặt tại làng Malyi Bukrin bên hữu sông Dniepr ngày 22 tháng 9.
• Quân đoàn đổ bộ đường không 3 của thiếu tướng I. I. Zatevakhin gồm 3 lữ đoàn (1, 3, 5).
• Sư đoàn không quân vận tải 101 (Tập đoàn quân không quân 2) của thiếu tướng A. G. Kapitokhin gồm 180 máy bay vận tải Li-2 và IL-4, 10 máy bay PO-2 cũng được huy động để kéo theo 35 tàu lượn A-7 (mỗi chiếc chở được nửa tiểu đội) và G-11 (mỗi chiếc chở được một tiểu đội).
• Sư đoàn không quân tiêm kích 228 huy động 80 máy bay tiêm kích để yểm hộ và 60 máy bay ném bom để dọn bãi.
• Sư đoàn pháo binh 7 trực thuộc Bộ Tư lệnh pháo binh Liên Xô được điều đến bờ Đông sông Dniepr trước khu vực Rzhishchev-Bukrin để yểm hộ cho căn cứ đầu cầu.

Các sân bay quân sự ở gần mặt trận chưa được phục hồi và mở rộng chỉ đủ để tiếp nhận không quá một trung đoàn không quân tiêm kích và cường kích ở mỗi sân bay. Các sân bay lớn có thể tiếp nhận và phục vụ khối lượng lớn máy bay vận tải và quân dù vẫn còn ở khá xa tuyến mặt trận. Tất cả các sân bay lớn tại Lebedyn, Smorodino, Bogodukhov và Sumy đều được huy động cho chiến dịch. Binh chủng thông tin đã tung vào chiến dịch hàng trăm máy điện thoại, điện báo các loại vài chục máy liên lạc vô tuyến điện mới sản xuất để trang bị cho các đại đội đổ bộ.[7] Kế hoạch ban đầu dự định đưa toàn Quân đoàn đổ bộ đường không 3 nhảy dù xuống tuyến sông từ Rzhishchev qua Bukrin, Migirich (???), Studenets, Moshny đến Cherkassy có chiều dài 110 km, rộng 25 km; đồng loạt chiếm giữ các đầu cầu để đón các đơn vị bộ binh và cơ giới bên tả ngạn vượt sang. Song Tập đoàn quân không quân 2 không đủ máy bay vận tải để chuyên chở cùng lúc trên 10.000 quân dù. Người ta đã quyết định chia làm hai đợt đổ bộ. Đợt đầu gần 5.000 người cùng 24 khẩu pháo nhẹ 45 mm, 180 súng cối và 373 súng chống tăng. Đợt sau gồm toàn bộ quân số còn lại và các vũ khí tăng cường. Tuy nhiên, đối với khả năng của một lữ đoàn rưỡi quân dù (vốn chỉ có không quá 3.000 người/lữ đoàn) thì chính diện 110 km là một phạm vi quá rộng, không thể đánh chiếm một cách dễ dàng.[8]

Quân đội Đức Quốc xã

• Quân đoàn xe tăng 24 của tướng Walther Nehring, các đơn vị có trong biên chế đầu tháng 10 năm 1943 tham gia chiến dịch gồm:
  • Xe tăng: Các sư đoàn 7 và 19;
  • Cơ giới: Sư đoàn 20;
  • Bộ binh: Các sư đoàn 72 và 112.
• Quân đoàn xe tăng 48 của tướng Heinrich Eberbach, các đơn vị có trong biên chế đầu tháng 10 năm 1943 tham gia chiến dịch gồm:
  • Xe tăng: Sư đoàn 3;
  • Cơ giới: Lữ đoàn 10;
  • Bộ binh: Các sư đoàn 57 và 255.

Ban đầu, Tập đoàn quân xe tăng 4 chia quân phòng thủ ba khu vực chính là thành phố Kiev, khu vực Cherkassy ở phía Nam và Chernobyl ở phía Bắc, nơi Tập đoàn quân 13 (Phương diện quân Trung tâm) đã chiếm được khu vực bàn đạp Kotlyban (???) - Novoshepelych (???) - Chernobyl, trong đó có cây cầu đường sắt nối Chernigov với Ovruch. Trong quá trình chiến dịch, tướng Hermann Hoth phát hiện được lỗ hổng nguy hiểm tại Bukrin và đã có những biện pháp khẩn cấp: kéo Quân đoàn xe tăng 48 từ Tây Bắc Cherkassy về khu vực Kanev - Mironovka phối hợp với Quân đoàn xe tăng 24 từ Kiev kéo xuống phản đột kích vào Bukrin. Để giữ Kiev, Quân đoàn xe tăng 8 được điều về khu vực Mikulichi, phía trước bàn đạp Lyutezh chỉ còn lại Quân đoàn bộ binh 13. Tại khu vực Rzhishchev-Bukrin, quân đội Đức Quốc xã có ưu thế áp đảo 4,5:1 về người; 3,5:1 về pháo, súng cối và chiếm ưu thế tuyệt đối về xe tăng. Mặc dù Tập đoàn quân xe tăng 4 (Đức) đã có những hoạt động chuyển quân về khu vực Bukrin - Kanev từ ngày 21 tháng 9 nhưng quân báo mặt trận của Phương diện quân Voronezh đã không phát hiện được điều này.[9]