Согласно боевому приказу от 12 июня войска 11-й армии под командованием генерала Ф.И. Кузнецова совместно с частями 16-го особого корпуса должны были окружить и уничтожить противника в районе Каунаса. Расквартированному в Литве 16-му особому корпусу ставилась задача удержать районы своей дислокации, захватить основные мосты на реках Неман и Нярис и обеспечить высадку 214-й воздушно-десантной бригады в 5 км южнее железнодорожной станции Гайжуны, где предполагалось десантировать 935 человек. Совместно с частями 16-го корпуса десантники должны были захватить основные объекты Каунаса, на аэродром которого было переброшено 475 десантников. Для разведки места десантирования в район Гайжун 13 сентября была выброшена парашютная группа.
Подготовку операции – какое совпадение! – предполагалось завершить к утру 15 июня. С 21.30 предыдущих суток радиостанции дислоцированных в Прибалтике советских войск должны были работать исключительно на прием, ожидая условного сигнала о начале операции, что-нибудь вроде: «Над всей Литвой безоблачное небо». В общем, готовились продемонстрировать красный блицкриг во всей красе.
У юго-восточных границ Литвы и Латвии сосредоточивалась 3-я армия В.И. Кузнецова в составе 4-го, 24-го стрелковых и 3-го кавалерийского корпусов (5 стрелковых, 2 кавалерийские дивизии, 2 танковые бригады), управление которой 10 июня передислоцировалось из Молодечно в Поставы. 11-я армия Кузнецова, штаб которой находился в Лиде, состояла из 10-го, 11-го стрелковых и 6-го кавалерийского корпусов (6 стрелковых, 2 кавалерийские дивизии, 4 танковые бригады) и занимала исходные позиции на южной границе Литвы. Войска Ленинградского и Калининского военных округов, выделенные для операции, развертывались у восточных границ Эстонии и Латвии. Между Финским заливом и Чудским озером сосредоточились части 11-й стрелковой дивизии. Южнее Псковского озера были развернуты войска 8-й армии в составе 1-го, 19-го стрелковых корпусов и Особого стрелкового корпуса из состава войск Калининского округа (6 стрелковых дивизий, 1 танковая бригада). Для усиления войск указанных округов с 8 июня началась переброска частей 1-й мотострелковой, 17-й, 84-й стрелковых дивизий и 39-й, 55-й легких танковых бригад из Московского, 128-й мотострелковой дивизии из Архангельского и 55-й стрелковой дивизии из Орловского военных округов.
На границах Литвы войска завершили сосредоточение и развертывание в исходных районах к 15 июня, на границах Латвии и Эстонии – к 16 июня. Всего для проведения Прибалтийской кампании было выделено 3 армии, 7 стрелковых и 2 кавалерийских корпуса, 20 стрелковых, 2 мотострелковые, 4 кавалерийские дивизии, 9 танковых и 1 воздушно-десантная бригада. Кроме того, войска НКВД выделили один оперативный полк и 105, 106, 107-й погранотряды, сосредоточенные в Гродно.