Сухопутные войска в операции «Анадырь» были представлены специально сформированными 302-м, 314-м, 400-м и 496-м отдельными мотострелковыми полками, каждый из которых по своему составу фактически представлял мотострелковую бригаду. В состав этих полков входили: 3 мотострелковых батальона, 1 танковый батальон, 1 ракетный дивизион в составе трех пусковых установок 2П16 комплекса «Луна», одна батарея ПТУРС в составе 10 машин, одна батарея САУ-85 в составе 10 орудий, одна батарея 57-мм пушек в составе шести стволов и одна зенитно-пулеметная рота в составе десяти ДШК. Численный состав каждого полка составлял 4000 человек. Каждому полку было выдано по две ядерные боевые части.
Эти полки имели задачу прикрывать советские ракетные и другие технические части и быть готовыми оказать помощь кубинцам в уничтожении морских и воздушных десантов противника.
Советские войска противовоздушной обороны состояли из 11-й зенитно-ракетной дивизии ПВО, включавшей 16-й, 276-й и 500-й зенитно-ракетные полки по четыре дивизиона в каждом и отдельную подвижную ракетно-техническую базу; 10-ю зенитную дивизию ПВО, включавшую 294-й, 318-й и 466-й зенитно-ракетные полки по четыре дивизиона в каждом и отдельную подвижную ракетно-техническую базу; 32-й истребительный авиационный полк (40 самолетов МиГ-21).
Военно-воздушные силы представляли 134-я отдельная авиационная эскадрилья (11 самолетов); 437-й отдельный вертолетный полк (33 вертолета Ми-4); 561 и 584-й полки фронтовых крылатых ракет ФКР-1 (по 8 пусковых установок в каждом полку). Всего на Кубу было доставлено 80 ядерных боевых частей ракет ФКР-1.
От ВМФ в операции «Анадырь» должны были участвовать эскадра подводных лодок, состоявшая из 18-й дивизии (7 подводных лодок) и 211-й бригады (4 подводные лодки) и 2 плавбаз; эскадра надводных кораблей, состоявшая из 2 крейсеров, 2 ракетных и 2 артиллерийских эсминцев; бригада ракетных катеров (12 единиц); отдельный подвижной береговой ракетный полк (8 пусковых установок типа «Сопка» противокорабельной системы); минноторпедный авиационный полк (33 самолета Ил-28); отряд судов обеспечения (танкеров — 2, сухогрузов — 2, плавмастерская— 1).
Для перевозки 51-й дивизии на Кубу было предназначено 36 торговых судов. Первый пароход «Омск» с шестью ракетами Р-12 прибыл 9 сентября 1962 г. в порт Касильда. Всего в период с 9 сентября по 22 октября 1962 г. на Кубу прибыло и разгружено 24 судна с 42 ракетами Р-12, из которых 6 было учебных, а также 36 ядерных боеголовок. Из личного состава дивизии на Кубу прибыло 1404 офицера, 6462 солдат и сержантов и 90 служащих Советской армии. Итого 7965 человек.