5-й танковой армии (без 346-й стрелковой дивизии и 25-го танкового корпуса) приказывалось нанести удар в направлении железной дороги на станцию Лихая и частью сил на Красный Сулин, свертывая боевые порядки противника по южному берегу р. Северский Донец. К исходу 14 января армии должна была выйти на рубеж Аникин, Красный Сулин.

Войска 6-й армии получили задачу перейти в наступление одновременно с соединениями Воронежского фронта с ближайшей задачей выйти на р. Айдар, Ново-Псков и с последующей задачей – на рубеж Тарасовка, Мостки, а в дальнейшем наступать в направлении Сватово, Купянск. На 1-ю гвардейскую армию до 14 января возлагалось последовательное уничтожение окруженных группировок противника в районе Чертково, Гартмашевка, Миллерово, Стрельцовка и выход всеми силами на р. Деркуль.

После прибытия усиления (7 стрелковых дивизий, одна стрелковая бригада, 3-й и 10-й танковые корпуса) планировалось концентрическими ударами основных сил 1-й гвардейской армии в направлении Евсуг, Новоайдар, Родаково и 3-й гвардейской армией в направлении Лутугино, станция Родаково в тыл Ворошиловграду окружить и уничтожить ворошиловградскую группировку противника. Одновременно 6-й и 5-й танковым армиям предстояло нанести вспомогательные удары, которые в сочетании с вспомогательными ударами 1-й и 3-й гвардейских армий должны были привести к расширению фронта прорыва, к окружению и уничтожению дополнительных сил противника. При этом 5-й танковой армии приказывалось нанести ряд ударов в южном направлении, чтобы отрезать кавказскую группировку противника.

После окружения ворошиловградской группировки противника подвижные соединения, действуя попарно и будучи усиленными наиболее подвижными стрелковыми соединениями, получали задачу стремительно развивать успех в западном и юго-западном направлениях, овладеть всем районом Донбасса, выйти на рубеж Купянск, Славянск, Волноваха, полностью отрезая кавказскую группировку противника. При этом учитывалось, что Воронежский фронт своим левым флангом выйдет в район Валуйки, Двуречное, а Южный фронт своим правым флангом – в район Волноваха, Мариуполь, Таганрог. В случае, если Южный фронт не сможет выйти в этот район, намечалось часть сил Юго-Западного фронта повернуть на Таганрог.

Сталин 8 января утвердил план операции Юго-Западного фронта. 11 января он подписал директиву № 30011 Ставки ВГК, которая требовала нанести удар частью сил 5-й танковой армии с севера на юг во фланг противнику, атакующему части 5-й ударной армии. В подчинение командующего 5-й ударной армией из состава 5-й танковой армии передавались 40-я гвардейская стрелковая дивизия и 8-я гвардейская танковая бригада.

Тем временем события на фронте развивались следующим образом. 9 января в районе Ильинки в сражение был введен 2-й танковый корпус генерала А.Ф. Попова, а 14 января в районе Шарпаевки (8 км северо-западнее Ильинки) – 23-й танковый корпус генерала Е.Г. Пушкина. В результате сопротивление группы «Холлидт» было сломлено, и 15–19 января войска левого крыла Юго-Западного фронта вышли к Северскому Донцу на участке Нижнее Луганское, Белая Калитва. В центре фронта к Северскому Донцу севернее Ворошиловграда вышел 18-й танковый корпус. Части 4-го гвардейского танкового корпуса во взаимодействии со 183-й танковой бригадой 10-го танкового корпуса генерала В.