早在十一月底，苏军统帅部就拟订了一个向南方以米列罗沃和罗斯托夫为总突击方向的作战方案，该计划由苏军西南方面军负责执行。其作战目地就是：把斯大林格勒地域敌军被围集的合围正面再向西推出200公里，以彻底隔绝德军突围的企图。而且这次作战还要切断远在高加索方向上的德军“a”集团军群的退路，这样就可以完全消灭德军的坦克第1集团军和第17集团军，从而彻底粉碎德国在苏联南部地区的所有军队。
没想到德军率先在科捷利尼科沃方向发起的进攻，打乱了苏军的部署。因此苏军统帅部也对作战方案进行了调整。原定的作战计划被修改为苏军西南方面军主力向东南方向推进，主要目的是消灭意大利第8集团军和罗马尼亚第3集团军的残部，围歼托尔莫辛地区的德军集团。这次作战行动的代号为“小土星战役”。
为了确保这次战役的顺利，斯大林从大本营预备队里抽调了大量的部队，来加强西南方面军的实力。仅近卫第1集团军就在原有兵力的基础上，增加量坦克第18、第24和第25军。方面军的空军部队，在原有的空军第17集团军的基础上，又增加了空军第2集团军。
12月16号，苏军的第6集团军和近卫第1集团军的部