Согласно разработанному плану 8-й воздушной армии предстояло сначала подавить огневую систему противника и разрушить его оборонительные сооружения на всю глубину прорыва на участке 57-й и 51-й армий, затем прикрыть подвижные группы армий (два механизированных и один кавалерийский корпуса) в исходном положении и при вводе их в прорыв. Эти задачи могли быть осуществлены только с аэродромов, расположенных на западном берегу Волги. Поэтому еще в начале ноября в район Светлый Яр, Ушаковка, Трудолюбие и Большие Чапурники, откуда намечался главный удар 57-й и 51-й армий, были направлены четыре батальона для строительства и подготовки аэродромов. В ходе этих работ, которые проводились в невероятно трудных условиях, на места доставлялось горючее, прибывшее баржей из Астрахани под прикрытием группы истребителей во главе с командиром 268-й истребительной авиационной дивизии полковником Б. А. Сидневым. Боеприпасы подвозились с перевалочной базы, разместившейся в Светлом Яре. Авиатехническое имущество, находившееся за Волгой, доставлялось самолетами 678-го транспортного полка и 7-го отдельного полка ГВФ.
Большую помощь 8-й воздушной армии в подготовке к контрнаступлению оказал Военный совет Сталинградского фронта, обязав тыловые органы фронта отремонтировать 1000 ее автомашин и обеспечить 900 автомашин запчастями и автопокрышками, а также предоставить жилые помещения для размещения на западном берегу Волги личного состава. Но, несмотря на принятые меры, полностью подготовить все аэродромы не удалось, и в первые дни контрнаступления некоторые полки, осуществлявшие поддержку войск, продолжали базироваться за Волгой.
Огромную роль сыграло в эти дни хорошо организованное управление боевыми действиями авиации. Было развернуто два пункта управления. Главный располагался в районе КП Сталинградского фронта, а вспомогательный - в Райгороде, ближе к намеченной полосе наступления. Там находился заместитель командующего 8-й воздушной армией Герой Советского Союза генерал-майор авиации В. В. Нанейшвили. Он имел проводную и радиосвязь с КП и штабом армии, а также с авиачастями.
Для взаимодействия с общевойсковыми армиями в ходе контрнаступления в их штабы были посланы авиационные представители со средствами радиосвязи и документами скрытого управления. Они должны были информировать штаб воздушной армии о наземной обстановке в районах взаимодействия, вызывать на поле боя авиацию но заявкам командующих армиями, перенацеливать вызванные группы самолетов в случае изменения наземной обстановки, контролировать обозначение войсками переднего края обороны и оказывать им помощь в организации службы ВНОС. Для решения этих задач начальник штаба 2-го смешанного авиационного корпуса подполковник В. В. Бережной был направлен в 4-й мехкорпус, начальник штаба 206-й штурмовой авиационной дивизии подполковник В. К. Радзивил - в 13-й механизированный корпус и начальник штаба 226-й штурмовой авиационной дивизии подполковник П. Г. Питерских - в 4-й кавкорпус. Соответственно в механизированные бригады и кавалерийские дивизии было послано но три представителя штабов корпуса и дивизий с радиостанциями, кодированными картами, специально разработанными радиосигнальными и переговорными таблицами. Начальники штабов авиационных соединений имели право но заявкам авиапредставителей из мехбригад и кавдивизий самостоятельно поднимать авиационные подразделения для действий на поле боя. Учитывая маневренность 4-го и 13-го механизированных корпусов и возможность их отрыва с развитием наступления от остальных наступающих войск фронта, им было придано в оперативное подчинение но одному штурмовому авиаполку с правом постановки им задач командирами корпусов через находившихся при них авиационных представителей.