По плану командующего группой армий «Дон» Э. фон Манштейна с целью деблокады 6-й армии предусматривалось провести операцию «Зимняя гроза». В соответствии с ним 4-я танковая армия должна была действовать точно так, как предвидел Жуков: «начать наступление основными силами из района Котельниково восточнее реки Дон». Почему здесь? «…Противник меньше всего будет ожидать такое наступление на восточном берегу Дона, – считал Манштейн, – так как при существовавшей на фронте обстановке сосредоточение в этом районе крупных сил было бы связано для немцев с большим риском. Поэтому противник вначале выдвинул только относительно слабые силы в направлении на Котельниково для прикрытия внутреннего фронта окружения[389]». Если же, полагал Манштейн, количество войск противника перед Котельниковом значительно возрастет, тогда «приказом был преду смотрен следующий запасный вариант: танковые дивизии 4-й танковой армии должны были быть срочно и скрытно для противника переброшены по западному берегу Дона на север, на донско-чирский плацдарм у Нижне-Чирской и наносить главный удар отсюда[390]».
К. К. Рокоссовский несколько раз обращался в Ставку ВГК, аргументируя необходимость приостановки боевых действий для перегруппировки и усиления войск фронта перед ликвидацией 6-й армии. Сталин прислушался к мнению Константина Константиновича. 4 декабря он обязал командующих Донским и Сталинградским фронтами не позднее 18 декабря завершить подготовку новой наступательной операции по разгрому окруженной группировки врага. Операция получила кодовое наименование «Кольцо». Для усиления войск Донского фронта Ставка ВГК выделяла только что укомплектованную и полностью готовую к боям 2-ю гвардейскую армию под командованием генерала Р. Я. Малиновского.
Не дожидаясь подхода 2-й гвардейской армии, Рокоссовский приступил к подготовке наступления. В этой работе участвовали представитель Ставки А. М. Василевский, начальник штаба фронта М. С. Малинин, начальник оперативного управления И. И. Бойков, начальник разведуправления И. В. Виноградов, заместитель командующего фронтом К. П. Трубников, командующий артиллерией В. И. Казаков, командующий бронетанковыми и механизированными войсками Г. Н. Орел, начальник инженерных войск А. И. Прошляков, начальник связи П. Я. Максименко.
Основная идея плана операции заключалась в том, чтобы ударами по центру окруженной группировки с двух сторон расчленить ее, а затем ликвидировать по частям. Войска Донского фронта должны были нанести главный удар с запада на восток. В соответствии с замыслом Рокоссовского 2-й гвардейской армии предписывалось нанести удар в центре оперативного построения Донского фронта. Справа наступала 21-я армия генерала И. М. Чистякова, сосредоточивая основные усилия на левом фланге, а слева – 65-я армия генерала П. И. Батова, главные силы которой были сосредоточены на правом фланге, примыкавшем к войскам 2-й гвардейской армии. Таким образом, для удара на решающем направлении привлекались войска трех армий, усиленные наибольшим количеством артиллерии, танков, самоходных орудий. На этом же направлении намечалось использовать 16-ю воздушную армию генерала С. И. Руденко. Остальные армии Донского фронта —24-я генерала И. В. Галанина и 66-я генерала А. С. Жадова – обязаны были активными действиями на своих участках сковать противника и не дать ему возможности оттянуть части для усиления войск, находящихся на главном направлении наступления войск Донского фронта. В порядке взаимодействия Сталинградский фронт наносил встречный удар войсками 57-й и 64-й армий. 62-я армия генерала Чуйкова, находясь в Сталинграде, активными действиями сковывала находившиеся перед ней силы врага.
Этот план 9 декабря был представлен в Ставку ВГК и утвержден. На следующий день Рокоссовский сообщает родным: