苏军东南方面军的反击计划和东北、东方方面军相比。基尔波诺斯上将领导的东南方面军实力要雄厚得多。他指挥下的8个机械化军拥有4525辆坦克。其中包括265辆“kv”重型坦克和493辆“t－34”中型坦克，可以有效使用的坦克也有1124辆。这一方向的华军西北集团军群统共有72辆坦克，加上强击火炮和哈萨克军的装备，坦克、强击火炮约1辆左右，在可以有效使用的坦克数量上与苏军相当，且华军坦克中的新式“灰狼”坦克和“郊狼”坦克歼击车在火力和装甲上较“t－34”、“kv”更胜一筹。但指挥中国第3装甲集群的刘柏成仍然认为：“西北集团军群的形势最为艰难。”
尽管掌握着红军最强大的作战部队，东南方面军司令部的高官们在接到命令其发动反攻的总军事委员会3号令后，却没有什么信心。虽然他们的部队情况要比其它方面军好得多，但也同样面临着敌情不明，指挥部不便的困境。由于有线通信多处被切断。无线电联络又不甚稳定，方面军司令部只能派出一些军官，乘着摩托车、汽车和飞机下到部队去了解情况、传达命令。
在部署上，东南方面军的全部8个机械化军中。机械化第16军由原来在土耳其边境的第12集团军编成；机械化第4、22、15军从战争第一天起，就已经在仓促间投入了战斗；而机械化第8、9、19军要通过2余公里的行军才能从纵深地带到达预定战场；部队力量十分分散。
鉴于这样的形势，东南方面军参谋长普尔卡耶夫认为不必急于反击，而主张应该一面以顽强战斗迟滞敌人的推进，在方面军行动地带纵地带内一面组织坚固防御；一面组成第2梯队的各步兵军和机械化军，待掩护军队退至筑垒地域线后面之后，再发动反击。但他的观点显然不合乎莫斯科迅速发动反击的指示。在东南方面军军事委员瓦舒金的坚持下，方面军军事委员会否定了普尔卡耶夫的建议，决心坚决执行总军事委员会第3号命令。这时来到方面军司令部的朱可夫大将和被任命为方面军军事委员会委员的赫鲁晓夫也同意了这一决定。朱可夫后来在他的回忆录中宣称他曾经向瓦杜丁对这道命令提出过异议。但在当时情况下，签名同意也是他唯一的选择。
按第3号命令的要求：“东南方面军应以若干机械化军和全部空军。以及第5、6集团军其他部队的集中而强大的突击包围并歼灭在突厥斯坦方向上进攻的敌军集团。到4月8日黄昏时恢复被占领地区。”
根据这一指示，东南方面军计划对正从苏军第5、6集团军之间宽达5公里的缺口处涌进来的华军第1装甲集群实施侧翼突击，将其彻底歼灭。在这一地区，有两个主要战役方向：南部的切尔卡尔方向，和北部的库斯坦奈方向。在苏联人看来，切尔卡尔方向有着，还有一条联结苏联和切尔卡尔的铁路，显然是中国坦克部队发动进攻的首选地区。值得一提的是，同样因为上述的原因，苏军在战前也将这一地区作为将来对中国发动攻击的进攻出发阵地。而把最强大的机械化部队部署了在这里。
正因为如此，苏军在制订反击计划时，将切尔卡尔方向作为重点攻击地区，准备在奥尔斯克和切尔卡尔之间投入机械化第4、8、15军，一共2483辆坦克，包括716辆“t－34”、“kv”型坦克。实施强有力的进攻。而在北部仅仅使用一共只有1212辆坦克的3个机械化军，其中机械化第22军受命继续在哈萨克草原地域作战，机械化第9、19军则应向卡拉干达攻击。
东南方面军司令部对华军主攻方向的判断非常合乎逻辑，但却与事实相去甚远。华军第1装甲集群司令张至忠陆军大将并没有像苏联人判断的那样，把主力部署在的南部地区向切尔卡尔方向进攻。在这个方向。他仅投入了所属的3个摩托化军中的一个。即由赵盛东将军指挥的摩托化第14军。该军编有2个装甲师和内务部“金刚”摩托化师，共有坦克281辆。
而在苏联东南方面军忽视的北部地区，中国第1装甲集群却投入了2个摩托化军，即由马文凌上将指挥的摩托化第3军和马文芳上将的摩托化第48军。在2个军编成内一共有3个装甲师，2个摩化师，坦克439辆。从战争爆发以来，2个摩托化军向苏军方向发动了强大的攻势。在4月3日，由韦人杰少将指挥、号称“夜叉师”的华军摩托化第48军所属第11装甲师率先与苏军第4机械化军第81摩托化师发生了坦克遭遇战。在中国空军第74高射炮团的协助下，经验丰富的华军以1辆坦克的代价摧毁了苏联46辆坦克，其中1辆被中国空军的9毫米高射炮击毁。当日。第11装甲师占领了苏军阵地。另外，在第1装甲集群的2个机动集团之间，还部署有中国第6集团军所属的第55、44、29军，其任务是为装甲部队提供侧翼掩护。
这样一来。苏联方面对华军主攻方向的判断与实际情况正好相反。
当然，虽然苏联人没有能够准确的判断出华军的攻击重点（以当时苏军的混乱情形，方面军司令部也很难获得足以令其做出正确决定的情报），可是他们在这两个方向计划投入的坦克部队，数量上都对当面的中**队形成了巨大的优势。因此，只要能够将这些兵力顺利的投入交战，苏军仍然可能取得胜利。但是问题在于，缺乏机动车辆的苏军庞大机械化兵团根本就无法顺利参加交战。从4月3日到5日，预