1943年7月，苏德两军在库尔斯克进行了一场规模宏大的坦克大会战，德国在东线的大批坦克、装甲车在战斗中被摧毁，德军损失惨重，已无力再发动大规模进攻。战役结束后，苏军乘胜追击，又先后发动了斯摩棱斯克战役、第四次哈尔科夫战役、基辅战役等。数十万德军被俘，上千辆坦克被苏军缴获。
1943年10月，苏联西方面军、加里宁方面军解放斯摩棱斯克，德军中央集团军群的左翼部队被迫后撤。而苏联西方面军司令索科洛夫斯基，决定趁德军立足未稳的有利时机，趁势攻占位于第聂伯河上游右岸的奥尔沙。索科洛夫斯基认为，抢占奥尔沙之后，便可以跨过第聂伯河，向西追击德军。
此时，索科洛夫斯基的西方面军有4个集团军，而德军只有10个残师，兵力仅相当于2个军，指挥官是德军第四集团军的海因里希，要防守200公里的防线。此时，拿下奥尔沙，苏军有绝对的兵力优势。海因里希要求增援，但克鲁格元帅回应海因里希：元首已经下令，所有装甲力量和预备队都去增援南线的德军，不可能有援军了。
另外，克鲁格告诉海因里希，中央集团军群的左翼防线已经濒临崩溃，第四集团军务必守住奥尔沙防线，这样中部德军才有时间重新布置防线。与苏军西方面军相比，德军第四集团军兵力悬殊，但海因里希决心在奥尔沙挡住苏军。1943年11月中旬，苏联西方面军补充了大量武器弹药和油料等物资，做好了进攻奥尔沙的战前准备。
苏联西方面军的4个集团军由北到南，担任北部方向进攻的苏军近卫第10集团军，包括3个步兵军和2个坦克旅。德军在此方向部署有第197、256步兵师，以及第78突击师的第195、215团。苏军第31集团军位于近卫第10集团军的下面，下辖4个步兵军，1个坦克军、1个坦克旅和2个炮兵团。德军在此方向部署有第78突击师的第35团、第25装甲掷弹兵师的第35、119团。
接下来是苏军第5集团军，下辖2个步兵军，1个坦克旅和1个自行火炮团。德军在此方向部署有SS第1步兵旅、第18掷弹兵师的第30、51团和第113步兵师的第260团。最南边的是苏军的第33集团军，包括2个步兵军，3个坦克旅和1个自行火炮团。德军在此方向部署的是德军第26步兵师。
在苏德战场上已有二年多的海因里希，对苏军的进攻战术非常熟悉。海因里希告诉部下：“通常情况下，苏军一天之内会发动三次进攻。早上9点钟，苏军会用重炮发动猛轰，然后发起第一波攻势。10-11点发动第二波进攻，下午2-3点，再发动第三波进攻”。每次攻势都一样，炮兵轰完，步兵进攻。根据苏军的进攻特点，海因里希对德军的防御阵地进行了大幅度调整。
海因里希指挥德军在阵地上设置三道防线，兵力部署前轻后重，第一道防线主要用于观察敌军的动向，德军的主力部队则放在第二、第三道防线，这样就能避开苏军的猛烈炮击，减少不必要的伤亡。海因里希把手中仅有的380门火炮集中起来使用，他求炮群，能够随时向20公里以内的任何一个目标，实施猛烈炮击。