С советской стороны в операции должны были принять участие:

из состава 51-й армии (высадка в Керчи) — 224-я, 396-я, 302-я и 390-я стрелковые дивизии, 83-я и 12-я стрелковые бригады, батальон морской пехоты Азовской флотилии, четыре корпусных артиллерийских полка, три инженерных и четыре мотопонтонных батальона, а также дивизион гвардейских минометов;

из состава 44-й армии (высадки в Феодосии и у горы Опук) — 236-я и 157-я стрелковые дивизии, 63-я горнострелковая дивизия, 105-й и 251-й горнострелковые полки, один гаубичный артполк и два пушечных артдивизиона, а также один инженерный батальон.

Войска 51-й и 44-й армий Закавказского фронта начали перегруппировку 3 декабря, к 25 декабря все части, предназначенные для участия в операции, в основном заняли исходное положение. В качестве резерва для операции были выделены две стрелковых дивизии (398-я и 400-я), а также 126-й танковый батальон.

Воздушное обеспечение операции должны были осуществлять ВВС фронта — две авиадивизии дальнего действия, одна авиадивизия СБ, полк пикирующих бомбардировщиков Пе-2 и девять истребительных авиаполков. Все они имели большой некомплект в материальной части и в большинстве своем состояли из самолетов старых моделей — СБ, И-153, И-16. Истребителей новых марок в военно-воздушных силах фронта насчитывалось всего около 15 %. 132-я и 134-я дивизии АДД состояли из новых машин, однако именно они так и остались в глубоком тылу и участия в операции практически не приняли. Впрочем, дальние ночные бомбардировщики, предназначенные для ударов по крупным объектам, вряд ли могли оказать существенную помощь силам десанта — разве что ударами по железнодорожному узлу Джанкой, однако на деле как раз через Джанкой никакой переброски немцы не вели.

792-й полк пикирующих бомбардировщиков Пе-2, как и большинство полков на этих самолетах, не был подготовлен для бомбардировок с пикирования и использовался главным образом для разведки.

Перебазирование военно-воздушных сил, предназначавшихся для участия в операции, проходило крайне неорганизованно, не было обеспечено соответствующим количеством батальонов аэродромного обслуживания и технических средств. Батальоны аэродромного обслуживания, переброшенные из Закавказского военного округа, оказались недоукомплектованными и слабо подготовленными. Вдобавок аэродромная сеть Краснодарской области была абсолютно не подготовлена для приема большого количества самолетов.

Прибывшее на новый театр командование ВВС Закавказского фронта плохо знало местные условия, а аппарат военно-воздушных сил прежнего Северо-Кавказского военного округа не был использован в помощь командованию и зачастую даже мешал работе штаба фронта. Вследствие плохой организации и тяжелых метеорологических условий перебазирование авиации сопровождалось многочисленными авариями и вынужденными посадками.

Существовали еще военно-воздушные силы Черноморского флота. Но они обеспечивали оборону Севастополя, где имелись хорошие аэродромы, поэтому участие в действиях на Керченском полуострове принимали лишь эпизодически.

В результате на начальной стадии операции участие в ней смогла принять лишь половина воздушных сил, выделенных для ее осуществления. Другая половина самолетов в этот момент оставалась на тыловых аэродромах или находилась в процессе переброски. Но хуже всего было то, что аэродромная сеть на Тамани, в непосредственной близости к месту операции, оказалась абсолютно не подготовлена к приему самолетов. До начала декабря в аэродромах на Тамани просто не было необходимости, а за три недели до операции, да еще в период осенних дождей, их подготовить не успели, даже если кто-то и пытался.

Высадку основных сил 51-й армии осуществляла Азовская военная флотилия (контр-адмирал С. Г. Горшков) и Керченская военно-морская база (контр-адмирал А. Н. Фролов). Со стороны Азовского моря высаживалась 224-я и 396-я стрелковые дивизии, 12-я и 83-я стрелковые бригады.

Командующий Азовской флотилией в 1941–1942 и 1943–1944 годах контр-адмирал С. Г. Горшков

По первоначальному решению командующего армией в первой волне должны были высаживаться силы 398-й стрелковой дивизии — 3600 человек с шестью 76-мм, четырьмя 45-мм пушками и девятью минометами. Высадка предполагалась в пяти пунктах:

• Арабатский залив (Ак-Монай) — 400 человек,

• мыс Зюк (Мама-Русская) — 1200 человек,

• мыс Тархан — 400 человек,

• мыс Хрони — 1000 человек,

• район Еникале — 600 человек.

С 8 по 13 декабря с частями дивизии было проведено четыре учения по посадке на суда и высадке с них, всего через эти тренировки было пропущено около 2000 человек. Однако 398-я дивизия убыла из состава армии, а в первую волну десанта была назначена 224-я, что повлекло за собой составление новых посадочных таблиц. С новой дивизией по неясным причинам удалось провести только две посадочно-высадочных тренировки.

Затем командующий 51-й армией изменил первоначальное решение, значительно усилив первую волну десанта. Теперь в ней было 7516 человек с шестью 76-мм, четырьмя 45-мм, четырьмя 37-мм автоматами и девятью 120-мм минометами, а также шесть танков Т-26, 18 лошадей и радиостанция на машине ГАЗ-АА.

Эти силы распределялись на 5 десантных отрядов следующим образом:

• Арабатский залив (Ак-Монай) — 1340 человек,

• мыс Зюк — 2900,

• мыс Тархан — 400,

• мыс Хрони — 1876,