Несмотря на кажущуюся мощь, танковая армия на исходных позициях перед началом контрудара особенно уязвима для ударов с воздуха. Огромные скопления бронетехники на небольшом участке местности — прекрасная добыча для штурмовой и бомбардировочной авиации врага.
Поэтому с целью прикрыть группировку от ударов с воздуха было решено использовать соединения сразу двух воздушных армий Воронежского и Юго-Западного фронтов и авиацию дальнего действия (АЛЛ). 2-й ВА предстояло действовать в интересах войск главной и вспомогательной группировок. Пресечь налёты 8-го ак на районы Полежаев, Васильевка, Прохоровка, Беленихино, Мало-Яблоново готовился ёе 5-й иак. Армия вела также разведку по заявкам командования гвардейских армий и наносила бомбоштурмовые удары по местам сосредоточения резервов и тыловых подразделений войск 2-го тк СС и 48-го тк в районе Сухо-Солотино, Покровка, Озеровский, Малые Маячки. Авиаторы генерала Красовского работали круглосуточно. Так, в частности, всю ночь на 12 июля села Малые Маячки, Яковлево, Покровка бомбила ее 208-я ночная авиадивизия, выполнив при этом 126 самолёто-вылетов.
Авиасоединения АДД и 17-й ВА Юго-Западного фронта получили задачу: обеспечить прикрытие 7-й гв. А и работать по инфраструктуре оперативного тыла 4-й ТА и группы армий «Юг» в целом. Бомбардировке подверглись шоссейные дороги, в том числе главная артерия, ведущая к передовой — Обоянское шоссе, железнодорожные станции, перегоны. В частности, ночь с 11 на 12 июля 17-я ВА произвела 88 самолето-вылетов, столько же и АДД [223].
В значительно более сложном положении находились войска вспомогательной контрударной группы фронта — 6-й гв. А и 1-й ТА. Обе армии были сильно обескровлены, при этом продолжали вести тяжелейшие бои до позднего вечера 11 июля, а затем выводили свои войска из окружения в районе ур. Толстое и приводили в порядок. В силу этого, а также по ряду субъективных причин они не смогли подготовиться к контрудару. Им не удалось сосредоточить к утру 12 июля даже соединения, находившиеся рядом с районами, указанными в приказах как исходные позиции. Вечером 11 июля в двух корпусах армии генерал-лейтенанта И. М. Чистякова числилось три стрелковых дивизии. Именно числилось, так как после того как они понесли значительные потери, назвать их соединениями было трудно. Так, командование 90-й гв. сд на рассвете 12 июля толком не знало, сколько осталось и где находятся ее подразделения. В район сбора из окружения вышли чуть больше 1700 человек. 51-я гв. сд имела два полка, один из них — 158-й гв. сп по-прежнему находился в оперативном подчинении 183-й сд 69-й А, второй — 154-й гв. сд в обороне севернее Кочетовки. 10 июля штаб дивизии донес, что в её составе числится всего 1208 человек. Чуть больше одной трети штата осталось в составе 67-й гв. сд — 3362 человека [224].
Бронетанковые войска 6-й гв. А были представлены двумя отдельными танковыми полками, но из них оказалось невозможным собрать даже полнокровный батальон. В 230-м отп осталось 12 танков, 245-й отп ещё меньше — 6. Полностью был уничтожен 60-й отдельный дивизион бронепоездов.
Низкой боеспособностью обладали и артиллерийские части. Так, из 17-го иптап лишь четыре были полностью укомплектованы, в трех осталось 15–16 орудий, еще четыре — лишились всех орудий, остальные располагали от 6 до 12 ПТО. Почти не потеряли материальную часть лишь 5 пушечных и один гаубичный полки, а также два армейских минометных полка.
С большой натяжкой можно было назвать 1-ю ТА армией, тем более — танковой. К исходу 11 июля значительные потери понесли все ее корпуса без исключения. Так, в 3-м мк сложилась следующая ситуация с бронетехникой. 1 — я гв. тбр (на 18.00 11 июля) имела в строю 11 Т-34 и 64 активных штыка, 49-я тбр: 7 Т-34, 4 Т-70, 1 Т-60 и 194 активных штыка [225], 203-й отп: 9 КВ-1, 1 КВ-1с, 3-я мбр (на 24.00 11 июля): 2 Т-34 и 341 активный штык [226], 1-й мбр: 2 Т-34 и 2 Т-70, 243 активных штыка [227]. По 10-й мбр данных на вечер 11 июля еще не было, бригада выходила из окружения. 35-й иптап располагал тринадцатью 45-мм ПТО.
6-й тк был полностью разбит, в его составе осталось боеспособных лишь 26 танков, в том числе: в 22-й тбр: 3 Т-34, 5 Т-70, 3 Т-60, в 112-й тбр: 1 Т-34, 2 Т-70, в 200-й тбр: 3 Т-34, 5 Т-70 и 2 Т-60 [228].
В несколько лучшем положении находился 31-й тк. В его 237-й тбр (на 20.00 11 июля) находилось в строю 20 Т-34 и 7 Т-70 [229], в 242-й тбр (к исходу 11 июля): 17 Т-34, 8 Т-70, данных о состоянии танкового парка 100-й тбр обнаружить не удалось.
Значительную часть техники потеряли части и соединения, которые поступали на усиление 1-й ТА. К этому моменту в 5-м гв. Стк числилось в строю 30 Т-34, Т-70 и Мк-4, в 86-й отбр: 16 Т-34, 5 Т-70, 3 Т-60, 192-й отбр: 14 танков МЗс и МЗл. Почти полностью были укомплектованы лишь 309-я сд и 10-й тк.
Военный совет фронта принял решение увеличить численность «родных» бригад 1-й ТА за счет передачи остатков техники из приданных. Для этого 180-я, 86-я тбр и 203-я отп выводились на укомплектование, а всю их материальную часть, находившуюся в строю и в ремонте (на подходе к 12.00 11 июля), вместе с экипажами, должны были передать до конца дня 12 июля в 3-й мк. Комкор СМ. Кривошеий направил бронетехнику в две танковые бригады. 49-я тбр получила от 86-й тбр — 12 Т-34 и 1 Т-70 [230], от 180-й отбр — 9 Т-34 и 2 Т-70. В состав 1-й гв. тбр поступило 7 тяжёлых KB [231]из 203-го отп. В результате 49-ю тбр укомплектовали полностью, 12 июля в ней числилось в строю 52 танка, в том числе 26 Т-34, 7 Т-70 и 5 Т-60, 14 МЗс и МЗл из 192-й отбр, которая по-прежнему находилась в её оперативном подчинении. 1-я гв. тбр располагала 7 Т-34 и 7 КВ-1 и KB-1с.
Кроме того, 180-я отбр в 67-й СПАМ 3-го мк сдала на выходе 17 танков: 6 Т-34, 7 Т-70 и 4 Т-60 [232].
В ночь на 11 июля Военный совет фронта также принял ряд мер, которые должны были организовать оборону на обоян-ском направлении по классическому образцу. Основную ответственность за ее удержание возложили на командующих общевойсковыми армиями — генерал-лейтенанта И. М. Чистякова и генерал-лейтенанта А. С. Жадова, а корпуса 1-й ТА должны были выйти за рубеж 6-й гв. А и готовиться к нанесению контрудара.
И. М. Чистяков в ночь на 11 июля получил приказ принять в оперативное подчинение с 7.00 11 июля четыре свежих соединения: 184-ю, 219-ю сд из 40-й А и 204-ю с 309-ю сд из 1-й ТА и их участки обороны. Кроме того, в состав 6-й гв. А возвращалась и 71 — я гв. сд. Руководство армии должно было немедленно приступить к разработке плана контрудара во взаимодействии с 1-й ТА. Вместе с тем 51-я гв. сд к утру 12 июля должна была сдать свой участок 5-й гв. А и выйти (кроме 158-го гв. сп) в резерв командарма — фактически на формирование.
Учитывая сложную оперативную обстановку, Н. Ф. Ватутин считал необходимым, чтобы командармы неотлучно находились в армиях и лично управляли войсками. Поэтому он не проводил общего совещания руководства фронта и армий для обсуждения проблем контрудара. Задачи на 12 июля на КП фронта получил лично лишь П. А. Ротмистров. К остальным командармам Николай Фёдорович приезжал лично или передавал документы через их начальников штабов.
По свидетельству М. Е. Катукова, о намерении провести контрудар Н. Ф. Ватутин сообщил ему 10 июля. Тогда же об этом был проинформирован и И. М. Чистяков. Войскам обеих армий предстояло действовать на одних направлениях и участках фронта, поэтому отработка взаимодействия на всех уровнях являлась важнейшим фактором успеха. Утром 11 июля, предварительно созвонившись с М. Е. Катуковым, Иван Михайлович приехал в штаб 1-й ТА, который располагался в лесу северо-восточнее в с. Вознесеновка. Совещание проходило недолго, дел у обоих генералов было невпроворот. М. Е. Катуков спешил в корпус А. Л. Гетмана, там складывалась тяжелая обстановка. И. М. Чистяков сразу после полудня собрал на рекогносцировку ряд командиров дивизий во главе с генерал-майором Н. Б. Ибянским, командиром 22-го гв. ск. Из доклада офицера Генерального штаба при штабе армии подполковника Шамова:
