20 января продолжалось масштабное наступление войск Воронежского и Юго-Западного фронтов, осуществляющих Острогожско-Россошанскую фронтовую наступательную операцию. В этот день Совинформбюро, дважды сообщавшее о наступательных боях Красной Армии южнее Воронежа, передало сообщение с пометкой «В последний час», в котором говорилось: «20 января войска Воронежского фронта сломили сопротивление блокированного гарнизона противника и овладели городом Острогожск. Захвачены большие трофеи, в том числе два железнодорожных эшелона с автомашинами».
В те дни, когда Острогожско-Россошанская наступательная операция подходила к своему победному завершению, в штабе Воронежского фронта, дислоцирующемся в городе Боброве Воронежской области, группой штабных офицеров во главе с командующим войсками фронта Ф.И. Голиковым, которому 19 января было присвоено очередное звание генерал-полковника, и представителем Ставки ВГК генерал-полковником А.М. Василевским был разработан план проведения Воронежско-Касторненской наступательной операции. Одобренный Верховным Главнокомандующим И.В. Сталиным план предусматривал дальнейшее масштабное наступление советских войск в районе Верхнего Дона, в котором предстояло участвовать соединениям Воронежского фронта в составе 38-й, 40-й и 60-й армий, 18-го стрелкового корпуса, 3-й танковой армии, 15-й и 2-й воздушных армий, а так же 13-й армии Брянского фронта. 20 января Ставка ВГК приказала начать операцию 24 января 1943 года.
