Подготовка летного состава осуществлялась в период с 6 августа по 7 сентября. Основной и резервный экипажи выполнили по 13 тренировочных полетов, в том числе на полигон с макетом атомной бомбы и сбросом имитационного боеприпаса. Были отработаны действия экипажей в воздухе и порядок ведения радиообмена. В полном объеме документацию имели только командиры и правые летчики. Остальные члены экипажей располагали выписками, в части их касающейся. Это обеспечивало строгий взаимный контроль и исключало случайный пропуск каких-либо элементов задания в ходе полета.
При радиообмене предусматривалась передача короткими сигналами информации о состоянии бомбы и условиях в бомбоотсеке – температуре, влажности воздуха – и другими сведениями. Академик И. Курчатов, находившийся на КП оперативной группы ВВС, подчеркивал, что атомная бомба – «живое существо» и нужно знать ее состояние во время полета. Аналогично, с помощью коротких радиосигналов, на самолет передавались данные о метеоусловиях в районе цели. На основе их анализа экипаж должен был принять решение на бомбометание с оптическим, радиолокационным прицелом или с помощью системы РЫМ-С.
Одновременно с носителями проходили подготовку экипажи четырех Ил-28 сопровождения, киносъемки и разведки погоды, шести МиГ-17 прикрытия, двух вертолетов Ми-2 связи и ретрансляции. Из состава фронтовой авиации на учения привлекались бомбардировочная (на самолетах Ил-28), штурмовая (МиГ-15бис), истребительная (МиГ-17) дивизии и разведывательный полк (Ил-28, МиГ-15бис). Летный состав готовился к действиям обычными средствами поражения после ядерного взрыва. Все авиаторы были предупреждены о необходимости использовать светофильтры для сохранения зрения. Летчикам запрещалось в течение 20 минут после взрыва входить в радиоактивное облако, подходить к нему ближе 5 километров, пролетать под и над ним.
Тщательно отрабатывалось взаимодействие экипажей в воздухе и авиации с наземными войсками. Внимание летного состава обращалось на то, что после взрыва возможны изменения характера местности. Проводившаяся партийно-политическая работа была нацелена на воспитание у личного состава уверенности, способности преодолевать страх перед неизвестностью, на строгое и точное выполнение поставленных задач и мер безопасности.
Управление войсками осуществлялось с командного пункта штаба руководства учением, где располагалась и оперативная группа ВВС. Вблизи его на деревянном помосте оборудовали открытый наблюдательный пункт руководства, имевший прямую связь с КП. Неподалеку располагался блиндаж со смотровыми щелями. На КП находились представители Министерства обороны СССР, руководитель учения и его заместители, а также министры стран социалистического содружества (Организации Варшавского договора тогда еще не существовало). С главкомом ВВС Главным маршалом Жигаревым была оперативная группа Главного штаба ВВС, которую было поручено возглавлять мне.