Поскольку, в отличие от Барвенковско–Лозовской операции, Южный фронт не получал активных задач по выходу на коммуникации немцев в Донбассе, ему 6 апреля 1942 г. были поставлены оборонительные задачи:
«Армии фронта прочно закрепляются на занимаемых рубежах, обеспечивая своим правым крылом наступление войск ЮЗФ на харьковском направлении и левым крылом прикрывая ворошиловградское и ростовское направления» (ВИЖ, №1, 1990, с. 12).
В целом в плане, разработанном штабом С. К. Тимошенко, просматривается вполне здравая идея не упускать стратегической инициативы и попытаться нарушить наступательные планы противника своими активными действиями. Довольно рискованным было решение наступать с вынесенного вперед и сравнительно узкого плацдарма. Но политый кровью плацдарм нужно было или эвакуировать (а объективных предпосылок к этому командование направления не видело), или расширять. Успех операции по овладению Харьковом сам по себе существенно расширял барвенковский выступ, снижая его уязвимость.
По сравнению с зимой 1942 г. в руках у командующих фронтами появились более совершенные инструменты ведения операций. Одним из мероприятий, проведенных в Красной Армии по итогам зимнего наступления, стало формирование танковых корпусов, которые должны были стать более эффективным средством развития успеха, чем усиленные танковыми бригадами кавалерийские корпуса. Первые четыре танковых корпуса были сформированы в апреле 1942 г. по директиве НКО от 31 марта. Они должны были состоять из двух танковых и одной мотострелковой бригад. 1–й танковый корпус возглавил М. Е. Катуков, формировались первые корпуса в центральном секторе фронта. Однако уже в апреле 1942 г. штат был пересмотрен, и в корпусе стало четыре бригады — три танковые и одна мотострелковая. По этому штату на Юго–Западном направлении были сформированы 21, 22, 23 и 24–й танковые корпуса. Первоначально эти корпуса были названы по старой памяти «механизированными», во всяком случае, так они именуются в плане Харьковской операции от 10 апреля 1942 г. Во главе танковых корпусов становились хорошо себя показавшие командиры танковых бригад, многие из которых в 1941 г. командовали функциональными аналогами новых соединений — танковыми дивизиями. Так, например, 23–й танковый корпус возглавил Е. Г. Пушкин, командовавший в 1941 г. 32–й танковой дивизией.
Всего в 1942 г. было сформировано 28 танковых корпусов. Их формирование было важным этапом в совершенствовании советской военной машины. Массирование танков как сбор большого числа машин в одном соединении уже было в 1941 г. Весной 1942 г. массирование уже было обеспечено соответствующими вспомогательными службами и делением танкового соединения на готовые боевые группы — танковые бригады. От немецких танковых соединений корпус весны 1942 г. отличался более слабым артиллерийским звеном. Введение корпусного управления (а не дивизионного, как в 1941 г.) также повышало уровень техники связи самостоятельного механизированного соединения. Вообще наименование «корпус» для соединения формата танковой дивизии было связано именно со стремлением повысить уровень управления, к которому в подвижных соединениях предъявлялись повышенные требования.
Если командование Юго–Западного направления не уделяло достаточно внимания устойчивости барвенковского выступа, то командование группы армий «Юг» своей первой задачей в начинающейся весенне–летней кампании 1942 г. видело его уничтожение. Еще 12 февраля 1942 г. в «Распоряжении о ведении боевых действий на Восточном фронте по окончании зимнего периода» оперативного отдела ОКВ было приказано ликвидировать барвенковский выступ. Так же было настроено командование группой армий «Юг». Федор фон Бок 10 марта 1942 г. сделал в своем дневнике запись:
«Верховному командованию была представлена оценка ситуации: она завершалась утверждением, что изюмский выступ должен быть ликвидирован наступательными действиями сразу после окончания периода распутицы» (Воск F. von. Op.cit., р.443).
Одновременно фон Бок указывал на активное движение в советских тылах в районе Ростова и Воронежа. Общим выводом из оценки ситуации было предположение о грядущих активных действиях Красной Армии:
«Все говорит о том, что противник не даст нам спокойно подготовиться к проведению главной операции» (Ibidem).
25 марта 1942 г. фон Бок издал директиву на операцию по срезанию барвенковского выступа двумя ударами по сходящимся направлениям. 6–я армия Паулюса должна была наступать на юг, прикрываясь с фланга р. Северский Донец.
Навстречу 6–й армии из района Славянска должны были ударить собравшиеся там зимой 1942 г. пехотные и танковые соединения. Для проведения операции в распоряжение группы армий «Юг» была направлена свежесформированная 23–я танковая дивизия, которая сосредоточивалась в районе Харькова. Здесь же собирались части 3–й танковой дивизии, ранее действовавшей в составе группы армий «Центр». Теперь ее судьба была надолго связана с группой армий «Юг». Операция против барвенковского выступа получила кодовое наименование «Фридерикус».
В целом обе стороны в марте — апреле 1942 г. начали гонку по подготовке направленных друг против друга наступательных операций в районе Харькова. Теперь многое зависело от того, кто успеет начать первым и будет ли его наступление иметь успех. Окажется ли собираемая для «Фридерикуса» группировка в окружении или, напротив, замкнется кольцо окружения за идущими в обход Харькова дивизиями и корпусами Юго–Западного фронта?
Окончательно задачи были распределены между армиями Юго–Западного фронта в директиве С. К. Тимошенко от 28 апреля 1942 г. Готовность к наступлению ожидалась к исходу 4 мая. Замысел операции предусматривал удары по сходящимся направлениям из района северо–восточнее Харькова и из барвенковского выступа.
К северо–востоку от Харькова была собрана «птица–тройка» из трех армий — 38, 28 и 21–й. «Коренной» была прибывшая из резерва Ставки ВГК 28–я армия Д. И. Рябышева в составе 13–й гвардейской, 244, 175, 169, 162 и 38–й стрелковых дивизий, 3–го гвардейского кавалерийского корпуса (5, 6–я гвардейские, 32–я кавалерийская дивизии, 34–я мотострелковая бригада), 6–й гвардейской, 84, 90 и 57–й танковых бригад, усиленная девятью артиллерийскими полками РГК. Она должна была прорвать оборону противника на фронте 15 км и обеспечить ввод в прорыв 3–го гвардейского кавалерийского корпуса. 3–й гвардейский кавалерийский корпус В. Д. Крюченкина (ранее 5–й кавалерийский корпус) был одним из старейших соединений Юго–Западного направления, прошедшим всю кампанию 1941 г. и заслужившим звание гвардейского. Четыре танковые бригады непосредственной поддержки пехоты 28–й армии насчитывали 181 танк. Артиллерийская группировка 28–й армии была самой сильной из «тройки» — 893 орудия и миномета, 59,5 ствола на километр фронта.
«Пристяжными» у армии Д. И. Рябышева были ударные группировки, создаваемые на левом и правом флангах 21–й армии В. Н. Гордова и 38–й армии К. С. Москаленко соответственно. 21–я армия в составе 8–й мотострелковой, 297, 301, 76, 293 и 227–й стрелковых дивизий, 1–й мотострелковой, 10–й танковой бригад и 8–го отдельного танкового батальона с четырьмя артиллерийскими полками РГК, должна была силами левофланговых 76, 293 и 297–й стрелковых дивизий, 10–й танковой бригады прорвать оборону противника на участке 14 км и обеспечить правый фланг 28–й армии от возможных контрударов противника с севера и северо–запада. 10–я танковая бригада и 8–й отдельный танковый батальон армии насчитывали 48 танков. В армии насчитывалась 331 орудие и миномет.