В директиве от 26 сентября отмечалось, что группа армий «Юг» своим левым флангом (6-я армия) наступает в восточном направлении севернее Харькова, а группа армий «Север» силами 16-й армии прикрывает линию севернее озер Желанье и Ильмень. Поддержка наступления группы армий «Центр» возлагалась на 2-й усиленный воздушный флот.
За счет резервов Главного командования Сухопутных войск и войск, снятых с других участков Восточного фронта, группа армий «Центр» была значительно усилена к концу сентября. В ее состав были переброшены: из группы армий «Север» – управления 4-й танковой группы, трех механизированных корпусов, четыре танковые и две моторизованные дивизии; из группы армий «Юг» – четыре пехотные, две танковые и две моторизованные дивизии; из резерва ОКВ – две пехотные и две танковые дивизии. В результате группа армий «Центр» насчитывала до 1800 тыс. человек, свыше 14 тыс. орудий и минометов, 1,7 тыс. танков, на поддержку которых было выделено около 1390 самолетов[137]. Это составляло 42 % солдат и офицеров, 33 % орудий и минометов, 75 % танков, более 50 % авиации от общего количества сил вермахта на советско-германском фронте. В первом эшелоне группы армий «Центр» было развернуто 69 дивизий. В резерве оставались всего лишь три дивизии (из них одна танковая) и две бригады. Три охранные дивизии осуществляли оборону тыловых объектов.
Части и соединения пополнялись людьми, вооружением и боеприпасами. Укомплектованность пехотных дивизий была доведена до 90 % штатной численности, а количество танков в танковых соединениях – до 70–100 %. За две недели до операции начались перегруппировка и сосредоточение войск с соблюдением мер маскировки. Все передвижения осуществлялись только в ночное время, а в исходные районы войска выходили незадолго до наступления и с проведением дезинформационных мероприятий.
Войскам группы армий «Центр» противостояли Брянский, Резервный и Западный фронты, насчитывавшие около 1250 тыс. человек, 7,6 тыс. орудий и минометов, 990 танков и 677 самолетов (с учетом резервных авиагрупп)[138]. Войска Западного фронта (22, 29, 30,19, 16, 20-я армии) оборонялись на московском направлении в полосе шириной 340 км – от Осташкова до Ельни. К концу сентября фронт насчитывал 320 600 человек, 440 танков (в том числе 389 легких), 2263 орудия, 730 минометов (без 50-мм), 272 самолета (из них исправных 214)