Так как боеприпасов было мало, поддержка атаки и наступления в глубине осуществлялась отдельными орудиями, взводами и батареями, подавлявшими и уничтожавшими обнаруженные цели по требованию пехоты. При необходимости разрешалось вести сосредоточенный огонь по важнейшим узлам сопротивления. Глубина поддержки атаки не указывалась.

В 6-й армии на четвертый день операции планировалось артиллерийское обеспечение ввода в прорыв 21-го и 23-го танковых корпусов. На армейскую артиллерийскую группу дальнего действия (АДД) возлагалась задача подавления опорных пунктов противника на флангах подвижных соединений. Артиллерия дивизий, в полосах которых вводились танковые корпуса, должна была уничтожить огневые средства противника перед фронтом и на флангах. Кроме того, 21-й танковый корпус при вводе в прорыв усиливался дивизионом, а 23-й танковый корпус — артиллерийским полком за счет стрелковых дивизий первого эшелона.

Планирование артиллерийского обеспечения ввода в прорыв подвижной группы армии явилось дальнейшим развитием методов боевого применения артиллерии.

Сосредоточение и перегруппировка артиллерии проводились в условиях распутицы и бездорожья. Это требовало тщательного планирования, целесообразного использования маршрутов и четко действующей службы регулирования, особенно в районах переправ. Однако во фронте и армиях отсутствовал единый план перегруппировки. В основном применялся «метод» распоряжений, что не соответствовало сложившейся обстановке и не обеспечивало своевременного перемещения артиллерийских частей. В результате плохой организации перегруппировки из 32 полков усиления к исходу 11 мая на огневых позициях находилось только 17, т. е. половина.

11 полков были еще на марше и не смогли принять участие в артиллерийской подготовке, четыре полка прибыли уже в ходе наступления. Несвоевременное сосредоточение артиллерии усиления не позволило создать более высокие плотности на участках прорыва.

В связи с изменением разграничительной линии между фронтами на барвенковском плацдарме и передачей в подчинение командующему Юго-Западным фронтом артиллерийских частей усиления резерва главнокомандования и значительной части резервов Южного фронта, в апреле 1942 года, в соответствии с указаниями главнокомандующего Юго-Западным направлением Южный фронт произвел перегруппировку войск.

5 мая 1942 года Южный фронт начал частную операцию в районе н/п Маяки с целью улучшения положения войск 9-й армии и создания благоприятных условий для дальнейшей борьбы за овладение городом Славянск. В связи с этим резерв командующего фронтом и войска 9-й армии 11 мая имели оперативное построение, которое отвечало интересам наступательного боя, но не обеспечивало прочную оборону барвенковского плацдарма.

57-я армия генерал-лейтенанта К. П. Подласа в составе 150, 317, 99, 351-й и 14-й гвардейской стрелковых дивизий оборонялась на рубеже протяженностью 80 км, имея во втором эшелоне 14-ю гвардейскую дивизию. Армия была усилена тремя артиллерийскими полками. Средняя оперативная плотность в полосе обороны армии составляла 16 км на одну дивизию и 4,6 орудия и миномета на 1 км фронта.

9-я армия генерал-майора Ф. М. Харитонова в составе 341, 106, 349, 335, 51, 333-й стрелковых дивизий, 78-й стрелковой, 121, 15-й танковых бригад и пяти артиллерийских полков занимала оборону на 96-километровом фронте. На правом фланге части 51-й и 333-й (без одного полка) стрелковых дивизий, один батальон 78-й стрелковой бригады, усиленные 15-й и 121-й танковыми бригадами, и две кавалерийские дивизии 5-го кавалерийского корпуса с 12-й танковой бригадой (резерв командующего фронтом) вели наступательные действия с целью овладения районом н/п Маяки. В резерве командующего 9-й армией находился один полк 333-й стрелковой дивизии. Оперативная плотность в полосе 9-й армии с учетом всех действовавших в ее полосе сил составляла в среднем 10 км на одну дивизию при 11–12 орудиях и минометах на 1 км фронта.

На остальных участках Южного фронта в полосах обороны 37, 12, 18-й и 56-й армий в результате перегруппировки в первом эшелоне были оставлены тринадцать стрелковых дивизий и одна стрелковая бригада. В резерв командующих армиями соответственно были выведены 296, 176, 216-я стрелковые дивизии, 3-й гвардейский стрелковый корпус и 63-я танковая бригада.

В резерве командующего Южным фронтом находились еще проходивший доформирование 24-й танковый корпус, 5-й кавалерийский корпус (60, 34, 30-я кавалерийские дивизии и 12-я танковая бригада), 347, 255-я и 15-я гвардейская стрелковые дивизии, а также переданные Ставкой Верховного главнокомандования 102, 73, 242-я и 282-я стрелковые дивизии.

Приказом Ставки Верховного главнокомандования № 13986 указанные резервы, кроме 24-го танкового корпуса и 5-го кавалерийского корпуса, разрешалось использовать только с разрешения Ставки. 102-я и 6-я стрелковые бригады поступили в резерв Главнокомандующего Юго-Западным направлением.

На всем фронте 57-й и 9-й армий, занимавших южный фас барвенковского выступа, оборона строилась по системе опорных пунктов и узлов сопротивления. Боевые порядки дивизий не эшелонировались. Вторые эшелоны и резервы в дивизиях и армиях отсутствовали. Поэтому глубина тактической обороны не превышала 3–4 км. При всем этом, несмотря на полуторамесячный срок пребывания в обороне, работы по созданию оборонительных сооружений и инженерных заграждений проводились неудовлетворительно.

Так, в полосах обороны 57-й и 9-й армий на 1 км фронта плотность сооружений и заграждений составляла: ДЗОТов — около 3, противопехотных мин — 25–30, противотанковых мин — около 80.

На всем 180-километровом фронте армий было построено всего 11 км проволочных заграждений. Таким образом, ни оперативное построение войск 57-й и 9-й армий Южного фронта в обороне, ни инженерное оборудование местности не обеспечивали жесткой обороны южного фаса барвенковского выступа.

Группировка войск противника перед Юго-Западным и Южным фронтами оценивалась штабами этих фронтов и оперативной группой Юго-Западного направления по данным, полученным к началу мая. Штаб Юго-Западного фронта считал, что против войск фронта продолжает действовать 6-я немецкая армия в составе двенадцати пехотных и одной танковой дивизий, усиленных десятью артиллерийскими полками среднего калибра и двумя полками большой мощности. Всего, таким образом, войска Юго-Западного фронта, по расчетам штаба, в начале наступления могли встретить сопротивление примерно 105 пехотных батальонов при 650–700 орудиях калибра 75–210 мм и 350–400 танков.