Замыслом «операции «Кутузов» предусматривалось четырьмя ударами по сходящимся направлениям на Орел с севера, востока и юга расчленить группировку противника и разгромить ее по частям. При этом 50-я (генерал-лейтенант И. В. Болдин) и 11-я гвардейская (генерал-лейтенант И. Х. Баграмян) армии Западного фронта должны были прорвать оборону врага юго-западнее Козельска, совместно с 61-й армией (генерал-лейтенант П. А. Белов) Брянского фронта окружить и уничтожить его группировку в районе Болхова. В последующем намечалось развивать наступление на Хотынец, не допустить отхода противника из района Орла на запад и во взаимодействии с войсками Брянского и Центрального фронтов уничтожить его. С воздуха действия ударной группировки поддерживали соединения 1-й воздушной армии (генерал-лейтенант авиации М. М. Громов). 3-я (генерал-лейтенант А. В. Горбатов) и 63-я (генерал-лейтенант В. Я. Колпакчи) армии Брянского фронта наносили удар из района Новосиля на Орел, охватывая противника с севера и юга. Авиационную поддержку осуществляли соединения 15-й воздушной армии (генерал-лейтенант авиации Н. Ф. Науменко).
Войскам Центрального фронта предстояло наступать в общем направлении на Кромы и далее на северо-запад для охвата Орла с юга, чтобы во взаимодействии с войсками Западного и Брянского фронтов разгромить орловскую группировку противника. Эта задача возлагалась на 48, 13, 70-ю общевойсковые, 2-ю танковую и 16-ю воздушную армии, 19-й и 9-й танковые корпуса с приданными средствами усиления. Соединениям 60-й армии предстояло упорно обороняться на занимаемых позициях, обеспечивая действия главных сил фронта.
Рокоссовский, оценивая замысел Орловской операции, отмечал, что он сводился к раздроблению орловской группировки на части, но рассредоточивал и наши войска.