Появление ударных группировок не прошло незамеченным. Поэтому советское командование несколько видоизменило общий план наступательных операций Юго-Западного и Воронежского фронтов, который носил кодовое название «Сатурн» и был утвержден Ставкой 3 декабря 1942 года. Его первоначальной целью было развить наступление на Ростов, отрезав кавказскую группировку немцев. Теперь главный удар направлялся не на юг, как это было задумано вначале, а на юго-восток. Уточненный план операции получил кодовое название «Малый Сатурн». Сроки подготовки наступления были сокращены, и начало операции было перенесено на 16 декабря.
Главную задачу операции должны были выполнить войска Юго-Западного фронта, которым командовал генерал Ватутин. Перед ними была поставлена задача прорвать оборону итальянской армии, разгромить ее, выйти в район Тацинской, Морозовска и Тормосина и нанести удар по флангу и в тыл немецких группировок, готовившихся к освобождению армии фон Паулюса. С войсками Юго-Западного фронта взаимодействовала 6-я армия, расположенная на левом фланге Воронежского фронта. Нанеся удар на своем участке, она должна была обеспечить войска Юго-Западного фронта от возможных контратак с фланга.
Учитывая конфигурацию линии фронта и имевшиеся в наличии плацдармы, командующий Юго-Западным фронтом решил нанести концентрированный удар двумя группами с разных участков по сходящимся направлениям. С этой целью были созданы две ударные группировки: одна в районе Осетровского плацдарма, другая – восточнее станицы Боковской. Первая группировка, которой командовал генерал Кузнецов, наносила главный удар с рубежа Дерезовка – Журавка. Она должна была развить наступление в направлении на Тацинскую, Морозовск. Вторая группировка под командованием генерала Лелюшенко готовилась нанести удар в направлении Боковская, Нижний Астахов, Морозовой. Войска Воронежского фронта, начав наступление с рубежа Новая Калитва – Дерезовка, должны были двигаться в общем направлении: Кантемировка, Марковка81.
В документах штабов Юго-Западного и Воронежского фронтов указывались причины, заставлявшие считать итальянскую армию «слабым звеном». В них отмечалось, что итальянские солдаты не желают воевать за интересы Германии, они не проявляют вражды к русским и неприязненно относятся к гитлеровскому союзнику, их боевой дух невысок, и они легко сдаются в плен. В сводках советских штабов отмечалась также слабая профессиональная подготовка офицерского состава итальянской армии, большая часть которого не имела достаточно боевого опыта, что приводило к дезорганизации частей и большим потерям.