Начало наступления было намечено на 24–26 января. В соответствии с замыслом Ставки командующий Воронежским фронтом генерал-полковник Ф.И. Голиков решил осуществить прорыв на трех участках.
Главный удар фронта наносила 40-я армия из района Роговатое в направлении Горшечное — Касторное. Там ей и предстояло соединиться с 13-й армией Брянского фронта, тем самым замкнуть кольцо вокруг вражеской группировки войск. Кроме того, 40-й армии было приказано частью сил наступать на Старый Оскол, Ястребовку с целью создания внешнего фронта окружения и обеспечения с запада левого крыла фронтовой ударной группировки.
38-я армия должна была нанести отсекающий удар на Нижнюю Ведугу. Навстречу ей предстояло наступать 60-й армии. Ее задача состояла в том, чтобы частью сил сковать вражеские войска в районе Воронежа. Для активных действий она получила от 40-й армии 22-километровый участок фронта на правом берегу Дона от Костенки до населенного пункта Семидесятское. Вместе с ним в состав 60-й армии были переданы и находившиеся на этом рубеже не-сколько соединений.
Подготовка Воронежско-Касторненской операции проводилась в чрезвычайно сжатые сроки, что определило ряд особенностей в боевом применении артиллерии.
Командующий артиллерией Воронежского фронта генерал С.С. Варенцов получил указания штаба фронта о перегруппировке артиллерии. 21–22 января штабом артиллерии Воронежского фронта были отданы распоряжения о перегруппировке артиллерии с готовностью ее 24–26 января. Таким образом, артиллерийские соединения и части имели в своем распоряжении для проведения марша, развертывания, разведки противника, пристрелки и организации взаимодействия с войсками всего 3–4 суток.
Большая часть артиллерии усиления, которую можно было привлечь к обеспечению операции Воронежского фронта, находилась в районе Острогожска, где только что закончились бои с крупной группировкой немецких войск. Из района Острогожска на левый фланг 60-й армии, наносившей главный удар, были перегруппированы 10-я артиллерийская дивизия и часть 4-й гвардейской минометной дивизии. Остальные армии получили на усиление по нескольку артиллерийских и минометных полков.
Маневр артиллерии затруднялся плохим состоянием дорог, частыми снежными заносами и буранами и недостаточным количеством средств тяги. В особенно тяжелом положении оказалась 38-я армия, артиллерии усиления которой предстояло совершить марш на 150–300 километров, и существовала опасность, что она не прибудет к началу операции. На помощь пришел соседний Брянский фронт, выделивший из своей 12-й артиллерийской дивизии два полка в 38-ю армию.
На направлениях главного удара армий удалось довести плотность артиллерии всего до 20–50 орудий и минометов на 1 километр фронта. В 38-й армии для увеличения плотности артиллерии на участке прорыва за счет внутриармейской перегруппировки была использована вся гаубичная артиллерия и значительная часть 82-мм минометов стрелковых дивизий, оборонявшихся на второстепенных участках фронта.
Недостаток времени сказался на организации разведки и планирования огня. Разведка противника велась наблюдением с наземных НП. Использовать подразделения артиллерийской инструментальной разведки (АИР) фактически не удалось. Оба разведывательных дивизиона, предназначенных для ведения разведки в полосах 40-й и 60-й армий, прибыли за 1–2 дня до начала операции и не смогли выполнить возложенные на них задачи. Большую помощь в планировании огня артиллерии могли оказать данные аэрофоторазведки, но этому не было уделено должного внимания. По этим причинам артиллерийские штабы располагали весьма скудными данными об обороне противника на фронте 40-й и 60-й армий.
Из-за недостатка времени многие боевые документы, за исключением боевых приказов и распоряжений, артиллерийскими штабами, как правило, не разрабатывались. Задачи артиллерии ставились по карте и уже в частях и подразделениях уточнялись на местности. Вся работа по организации огня была сосредоточена в низовых звеньях.
В более благоприятных условиях в отношении организации разведки и планирования огня находилась артиллерия 38-й армии. Армия в течение длительного времени оставалась в стабильном положении. За это время она смогла лучше изучить противника, осуществить мероприятия по подготовке наступления и провести более детальное планирование огня,
