18 июля Ставка ВГК приступила к созданию на Западном направлении третьего стратегического эшелона. На дальних подступах к Москве 18 июля был образован фронт Можайской линии обороны в составе переданной из фронта Резервных армий 32-й, а также 33-й и 34-й армий во главе с командующим Московским военным округом генерал-лейтенантом П. А. Артемьевым. Готовились три оборонительных рубежа, занимаемых войсками на глубине до 300 км. Но Ставка не сбрасывала со счетов и вопрос о переходе в контрнаступление. Такая идея возникла лично у Сталина. В разговоре 20 июля по прямому проводу с главнокомандующим Западным направлением С. К. Тимошенко, критикуя маршала за распыление сил, Верховный сказал: «Я думаю, что пришло время перейти нам от крохоборства к действиям большими группами»[30].
В тот же день начальник Генерального штаба РККА издал директиву о проведении операции по окружению и разгрому противника в районе Смоленска. В распоряжение маршала С. К. Тимошенко из фронта Резервных армий передавалось 20 дивизий. 9 кавалерийских дивизий сосредотачивались в районе Смоленска. Эти соединения поступали в состав 5 новообразованных оперативных армейских групп, которые должны были нанести одновременный удар: две из них под командованием генерал-майора В. А. Хоменко (первоначально 2 стрелковые и 107-я танковая дивизии) и генерал-лейтенанта С. А. Калинина (3 стрелковые дивизии) — из районов Белого и южнее его, третья — генерал-майора К. К. Рокоссовского (2 стрелковые и 101-я танковая дивизии) — со стороны Ярцево и четвертая под командованием генерал-лейтенанта В. Я. Качалова (2 стрелковые и 104-я танковая дивизии) — от Рославля по сходящимся направлениям на Смоленск. Группа войск 29 А генерал-лейтенанта И. И. Масленникова должна была нанести поражение соединениям 3-й танковой группы вермахта и пробиться к Витебску. После разгрома противника они должны были соединиться с основными силами 16-й и 20-й армий, окруженных в Смоленске. Общее руководство наступлением возлагалось на командующего Западным фронтом, которым с 19 июля 1941 года стал генерал-лейтенант А. И. Еременко. Членом Военного совета был назначен дивизионный комиссар Д. А. Лестев, начальником штаба фронта — генерал-лейтенант Г. К. Маландин.
Чтобы поддержать и прикрыть ударные группировки с воздуха, выделялись 3 авиационные группы, каждая в составе до смешанной авиационной дивизии, а для содействия наступавшим с фронта войскам была создана кавалерийская группа (3 дивизии) с задачей совершить рейд по тылам могилевско-смоленской группировки противника. Группа под общим командованием генерал-лейтенанта О. И. Городовикова была сосредоточена в полосе 21 А. В целях повышения боевых возможностей в большинство стрелковых дивизий оперативных групп, предназначенных для наступления, включили по одному танковому батальону из 21 танка каждый (в частности, 102-я танковая дивизия таким образом сформировала 3 отдельных батальона. — Примеч. авт.), в группу генерала Хоменко включили 107-ю танковую дивизию, в группу генерала Качалова — 104-ю танковую дивизию, а в группу генерала К. К. Рокоссовского — 101-ю танковую дивизию, части 7-го и 17-го механизированных корпусов и отдельные подразделения 105-й танковой дивизии. К 20 июля штаб 7-го мехкорпуса, на базе которого разворачивали штаб армейской оперативной группы Рокоссовского, и все его части сосредоточились в районе населенных пунктов Сосновка, Теплуха, Митьково. К 23 июля управление корпуса и его тылы были отведены к населенному пункту Сосновка в 20 км северо-восточнее Вязьмы. Оперативная группа управления корпуса в этот же день выехала в распоряжение генерала Рокоссовского. Туда да же под Ярцево были отправлены сводный батальон и мотоциклетная рота. Всех танкистов отправили в резерв фронта в запасной полк для переобучения. Остальной личный состав корпуса вооружили и отправили на фронт. От корпуса также был выделен сводный мотострелковый полк и отправлен в распоряжение Рокоссовского.
17-й механизированный корпус выделил свой моторизованный полк, который к 23 июля поступил в распоряжение группы войск Рокоссовского. 101-я танковая дивизия, как уже упоминалось, имела к началу боев 220 танков, из них исправных осталось не более 60, остальные были потеряны в боях под Ярцево 18–21 июля. Большинство танков сгорело от огня артиллерии противника. К 23 июля танки дивизии в атаку уже не посылались, их держали в резерве на случай контратаки и использовали в качестве огневых точек. 107-я танковая дивизия на 20 июля имела в своем составе около 210 танков и выдвинулась для поддержки стрелковых соединений 30 А[31].