Казалось бы, до начала контрнаступления планирование огня артиллерии и ее боевых действий в штабе артиллерии фронта было отработано тщательнейшим образом. Командующим артиллерией армий и их штабам были даны конкретные указания по организации разведки, сосредоточению артиллерии, порядку вывода на огневые позиции вновь прибывающих артиллерийских полков резерва ВГК и по планированию огня. При планировании артиллерийской подготовки предусматривалось в последнем огневом налете наложить огонь на первую и вторую траншеи обороны противника, а в момент атаки снять его с первой траншеи, оставив на второй. Огневой налет по вражеским батареям должен был продолжаться и после начала атаки еще не менее трех минут. Эти меры не допускали разрыва огня между концом артиллерийской подготовки и началом артиллерийской поддержки. Смена боевых порядков артиллерийских групп планировалась с таким расчетом, чтобы не менее двух третей их массированным огнем могли отражать контрудары и контратаки противника. В остальных фазах наступления примерно треть артиллерийских групп всегда должна была вести огонь, поддерживая наступающие войска. Учитывая неудачный опыт Харьковской операции, предусматривалось обеспечение флангов и стыков армий и соединений, а также обязательное наличие артиллерийских противотанковых резервов в армиях и стрелковых дивизиях.
И все-таки, несмотря на столь тщательное планирование, были допущены существенные просчеты. Артиллерийская разведка не сумела вскрыть с необходимой полнотой огневые средства противника, но винить ее в этом нельзя. Характер местности не позволял войсковой разведке проникнуть через высоты, за которыми располагалась основная линия обороны противника. На общих результатах разведки отрицательно сказалось отсутствие артиллерийской корректировочно-разведывательной авиации. Плотность артиллерии на направлении главного удара 65-й армии была недостаточно высокой – всего 118 орудий и минометов на 1 км фронта[381]. Все это сказалось затем на темпах наступления.
К началу контрнаступления войска Юго-Западного (1-я гвардейская и 21-я армии, 5-я танковая армия, 17-я и с декабря 2-я воздушная армии), Донского (65, 24, 66-я армии, 16-я воздушная армия) и Сталинградского (62, 64, 57, 51, 28-я армии, 8-я воздушная армия) фронтов насчитывали 1103 тыс. человек, 15500 орудий и минометов, 1463 танка и САУ, 1350 боевых самолетов. Советским войскам противостояли итальянская 8-я, румынская 3-я армии, немецкие 6-я полевая и 4-я танковая и румынская 4-я армии группы армий «Б» (генерал-полковник М. Вейхс); всего более 1011,5 тыс. человек, 10290 орудий и минометов, 675 танков и штурмовых орудий, 1216 боевых самолетов. По живой силе соотношение сил сторон было равным. По артиллерии и минометам советские войска превосходили противника в 1,5 раза, по танкам и САУ – в 2,1 раза, по самолетам – в 1,1 раза.
Одновременно с операцией «Уран» велась подготовка к проведению операции «Марс» силами Калининского и Западного фронтов в целях обеспечения действий войск на сталинградском направлении. Противник располагал сведениями о подготовке этой операции. Армии Западного фронта должны были нанести удары на Ржев и Сычевку, а Калининского фронта – в южном направлении, на Белый и Оленино, и далее развивать наступление на Смоленск. По свидетельству П. А. Судоплатова, одного из бывших руководителей разведки органов госбезопасности, советское командование заблаговременно приняло меры для того, чтобы с большей надежностью исключить переброску немецких резервов с западного направления на южное. Через агента-двойника Александра Демьянова («Гейне», известен немецкой разведке как «Макс») руководству вермахта 4 ноября была подброшена «информация» о том, что «Красная Армия нанесет удар 15 ноября не под Сталинградом, а на Северном Кавказе и под Ржевом[382]». Таким образом, Ставка ВГК сознательно жертвовала оперативным успехом на западном направлении ради достижения стратегического – на юге. В результате столь масштабное стратегическое наступление советских войск под Сталинградом оказалось для вермахта совершенно неожиданным: эффект внезапности был достигнут.