Нижнее течение р. Днепр от Переволочной и до устья реки прикрывали армии Южного фронта. В его состав вошли вновь сформированные 6-я (командующий – генерал-майор Р. Я. Малиновский) и 12-я (командующий – генерал-майор И. В. Галанин), а также порядочно измотанные в предыдущих боях 18-я и 9-я армии.
В целом же, по советским данным, на киевском направлении, на фронте предстоящих активных действий (около 300 километров), к началу Киевской стратегической оборонительной операции немецкие войска превосходили советские по личному составу в 2,3 раза, по орудиям и минометам – в 2,9, по танкам – в 1,8, по боевым самолетам – почти в два раза.
Таким образом, германское командование в конце августа 1941 года не только перехитрило советское руководство в отношении направления главного удара своих войск, изменив его с московского на южное, но также предусмотрело проведение крупномасштабной операции на окружение и создало необходимое для этого превосходство в силах и средствах.
При этом нужно отметить, что советское командование, в целом не разгадав замысел противника, в то же время предвидело намерения врага окружить киевскую группировку войск Юго-Западного фронта. Еще 19 августа 1941 года Ставка ВГК направила директиву Военному совету Юго-Западного фронта, в которой, в частности, указывалось: «Противник, сосредоточив превосходящие силы на Украине, имеет целью овладеть Киевом... и нанести поражение нашим войскам... Создавая на Правобережной Украине плацдарм для дальнейшего наступления, противник, по-видимому, поведет его... в обход Киева с севера и юга с целью овладения Киевом и выхода в районы Чернигов, Конотоп, Пирятин, Черкассы». Но далее в этой директиве ставились войскам задачи на линейную оборону по Днепру и даже западнее его. При этом в замысле оборонительной операции не предусматривались четкие меры по отражению сильных фланговых ударов противника.
Непосредственная оборона Киева возлагалась на Киевский укрепленный район. Его строительство было начато и практически завершено еще в 30-е годы. В начале Великой Отечественной войны он был восстановлен и частично оборудован заново.
Киевский укрепленный район состоял из трех полос, имел подготовленную систему артиллерийского, противотанкового и пехотного огня. Его передний край проходил по восточному берегу реки Ирпень. Глубина полосы достигала 6–10 километров. На всем ее протяжении имелось 750 долговременных оборонительных сооружений, 40 километров противотанковых рвов, 30 километров проволочных заграждений и было установлено 100 тысяч противотанковых и противопехотных мин. Все дороги прикрывались металлическими ежами. Берега рек и оврагов эскарпировались. На лесных участках создавались минированные завалы. Далее по рубежу Вышгород, Пуща Водица, Святошино, Никольская Борщаговка (в то время пригородные населенные пункты) проходила вторая полоса обороны, которая также была оборудована в инженерном отношении. За ней, непосредственно по окраине города, проходила третья полоса обороны.