Поиски путей преодоления возникших трудностей привели к решению сократить ширину участка прорыва до 6 км. Это было «не по правилам», ибо такая полоса прорыва считалась слишком узкой для одной армии. Шестикилометровый коридор противник мог насквозь простреливать фланговым огнем и перехватить в результате контратаки. Но командарм 38 счел риск оправданным. Сужение участка прорыва позволяло создать впервые в ходе войны такую артиллерийскую плотность — до 380 орудий и минометов на 1 км фронта.
Ошеломляющая мощь первоначального удара должна была компенсировать недостатки узкого фронта прорыва.
Окончательный план действий армии был утвержден командующим фронтом и изложен в боевом приказе ее войскам, подписанном генералом К. С. Москаленко в ночь на 30 октября.
Войска 38-й армии строились в два эшелона. Первый из них составили 50-й и 51-й стрелковые, 5-й гвардейский танковый корпуса, второй — 23-й и 21-й стрелковые корпуса. Резерв — 1-я чехословацкая пехотная бригада, которая прибыла в оперативное подчинение армии и уже сосредоточилась в районе западнее Лютежа.
Главный удар на 6-километровом участке прорыва в общем направлении на Святошино намечалось нанести смежными флангами 50-го и 51-го стрелковых корпусов — силами четырех стрелковых дивизий. Правофланговый корпус усиливался 39-м танковым полком, левофланговый — 20-й и 22-й гвардейскими танковыми бригадами 5-го гвардейского танкового корпуса. В результате этого удара имелось в виду расчленить группировку противника севернее Киева, чтобы уничтожить ее по частям.
На 51-й стрелковый корпус возлагалась задача овладения Киевом. Остальные силы 38-й армии к исходу 4 ноября должны были достичь рубежа Буча, Бобрица, Боярка-Будаевка, Лесники.
С выходом 50-го стрелкового корпуса на линию Любка, Берковец из-за его правого фланга намечалось ввести в бой 23-й стрелковый корпус с задачей выйти на рубеж устье рек Буча, Забуча, Неграши в готовности к отражению контратак противника с запада и дальнейшему наступлению вдоль Житомирского шоссе. В промежутке между этими корпусами, на линии Бобрица, Боярка-Будаевка, планировалось развернуть 21-й стрелковый корпус, предназначавшийся для развития удара на юго-запад.
На второй день операции, после выхода пехоты на северную окраину населенного пункта Приорки, корпуса первого эшелона должны были пропустить через свои боевые порядки 3-ю гвардейскую танковую армию и 1-й гвардейский кавалерийский корпус. Темп продвижения стрелковых соединений на начало операции был определен в 10–14 км в сутки. Вспомогательный удар намечалось нанести в 10–12 км южнее Киева силами сводного левобережного отряда. К исходу первого дня операции этот отряд должен был переправиться через Днепр в районе острова Казачий и перехватить дорогу, идущую вдоль реки на Киев с юга, и тем самым воспрепятствовать попыткам врага перебрасывать по ней подкрепления.
