В ответ на директиву Ставки ВГК штаб 1-го Украинского фронта к 23 февраля подготовил план наступательной операции, целью которой было «отрезать южной группе войск немцев пути отхода на запад в полосе севернее р. Днестр»[4]. Эта формулировка была целиком взята из директивы Ставки. В сложившихся традициях, для обеспечения секретности документ был написан от руки. Хранящийся в Центральном архиве Министерства обороны экземпляр № 2 плана операции написан офицером штаба полковником Федуловым и подписан Ватутиным и начальником штаба фронта Боголюбовым. Экземпляр № 1 в 12 часов 20 минут 23 февраля отправился в Москву Верховному Главнокомандующему И.В. Сталину.
Директива Ставки определяла наряд сил и цель операции, а детализация уже была задачей командования фронта и ее представителя, т. е. Г.К. Жукова. По первоначальному замыслу командования фронта две танковые армии (3-ю гв. ТА и 4 ТА) было решено ввести в прорыв в полосах разных армий. Соответственно передаваемую 1-му УФ из резерва 4-ю ТА В.М. Баданова планировалось задействовать на участке 60-й армии, а 3-ю гв. ТА — на участке 1-й гв. армии, в направлении на Староконстантинов. Удары танковых армий сходились на Проскурове. Тем самым «откусывался» висящий в пустоте правый фланг немецкой 4-й танковой армии. На флангах также были задуманы «канны» (операции на окружение), но уже меньших масштабов. Правофланговой 13-й армии предписывалось развить успех Ровно-Луцкой операции охватом Дубно, а 18-й армии — «во взаимодействии с частями 1-й гв. А окружить и разгромить Остропольскую группу пр-ка». Левофланговой 38-й армией предполагалось содействовать наступлению соседнего 2-го Украинского фронта И.С. Конева.
План Жукова и Ватутина был достаточно простым, цельным и логичным. Однако в планирование вмешивается Москва (это будет происходить неоднократно). В ночь на 25 февраля 1944 г. директивой Ставки ВГК № 220036 И.В. Сталин и А.И. Антонов приказывают изменить план и обе танковые армии «использовать с фронта главной группировки 60 А с задачей овладения районом Проскурова». Лишившуюся поддержки танковой армии П.С. Рыбалко 1-ю гв. армию предписывалось «усилить танками и самоходными орудиями за счет имеющихся во фронте танковых бригад и самоходных полков». С одной стороны, такое решение выглядит логичным: обе танковые армии направлялись в разрыв фронта в построении ГА «Юг». До этого план предусматривал прорыв обороны немцев силами 1-й гв. армии с вводом в прорыв 3-й гв. ТА на Староконстантинов. С другой стороны, во-первых, план лишался удара по сходящимся направлениям с образованием окружения, а во-вторых, повисало в воздухе наступление 1-й гв. армии. Наступление этой армии превращалось в сковывающий удар, а «котел» у Острополя во взаимодействии с 38-й армией сам по себе становился сомнительным предприятием. Перекраивать же план радикально, отменяя уже начавшиеся перегруппировки войск, и в том числе 1-й гвардейской армии, времени уже не оставалось.
В итоге по новому плану две танковые армии должны были начать наступление с плацдарма на р. Горынь, которого на момент написания плана еще не существовало, его только предстояло захватить. В приказе штаба фронта армии В.М. Баданова предписывалось «войти в прорыв и, развивая наступление в направлении Святец, Шибено, м. Фридриховка, Проскуров, к исходу первого дня выйти в район Гальчинцы, Святец. В последующем выйти в р-н Волочиск, ст. Войтовцы, имея дальнейшей задачей захват Проскурова»[5].
В свою очередь корпуса 3-й гв. танковой армии должны были разойтись с того же плацдарма «веером» во фланг и тыл немецкой группировке в районе Староконстантинова. На начальном этапе операции все три корпуса армии П.С. Рыбалко должны были действовать в первом эшелоне. Далее 7-й гв. танковый корпус на второй день операции поворачивал на восток на Староконстантинов, 6-й гв. танковый корпус продолжал движение на Проскуров, а 9-й мехкорпус выводился во второй эшелон. Он должен был прикрывать промежуток между двумя танковыми корпусами, не допуская удара противника в стык между ними.