蘇軍參戰序列
在大盧基戰役期間，蘇軍投入的主要兵力是加裏寧方面軍(馬克西姆·阿列克謝耶維奇·普爾卡耶夫上將)下屬的第三突擊集團軍(3rd Shock Army，之所以把shock翻譯成突擊，是因爲這個詞是俄文“udarnaya”在英文中最直接的翻譯，其實可能翻譯成assault，更有助於從英文中理解，但是歷史已經如此翻譯，我們不妨瞭解照搬)。
這個突擊集團軍(司令庫茲馬·尼基托維奇·加利茨基少將)下轄3個軍：第二機械化軍(the 2nd Mechanized)、第五近衛突擊軍(the 5th Guards Shock)，以及第八愛沙尼亞軍(the 8th Estonian)，這個軍在這次戰役中有非常有趣的表現，後面會介紹。這幾個軍都下轄若干個師和旅級作戰單位，其中，第二機械化軍是一個老式軍，它更接近一個下屬若干個師和旅的管理單位，而沒有固定的下屬部隊，這和新式的蘇聯機械化軍有很大不同，那些軍事實上是一個師級單位，直轄4個旅。
參與了對大盧基城圍攻的部隊，都是步兵，雖然城附近就有一個騎兵師，但是他們只是作爲預備部隊。而衆多的坦克旅、機械化旅、滑雪旅和步兵旅也參與了整個戰役，只不過這些部隊更多的是在向西的作戰中浴血奮戰。
同時，第三突擊集團軍還配備了大量的獨立團和獨立營，包括炮兵、裝甲部隊、工兵，他們被用來支持師旅級單位在重要地段的作戰。
在42年，蘇軍仍然缺乏足夠有經驗的指揮官，而且部隊經常是一次性部隊，如果打光了，就拉到後方全面補充人員，等到再次返回戰場，已經是很久以後了。不過到43年，情況大有好轉，指揮官開始增多，而且很多原來的旅級單位開始擴編爲師，這是後話了。參加大盧基戰役的很多獨立旅後來也擴編爲師，但兩個滑雪旅一直保持了獨立單位到戰爭結束。
參加大盧基戰役的蘇軍近衛部隊，包括第9/16/21/46近衛步兵師，第8近衛步兵師一個團，第五突擊近衛軍軍屬炮兵團，以及兩個喀秋莎火箭炮團。雖然有些近衛部隊戰鬥力超過了德軍同等部隊，但是大多數近衛部隊戰鬥力到戰爭結束時也不如德軍。在大盧基戰役中，投入的近衛部隊遭受了巨大的損失，一些部隊幾乎被擊潰。
雖然一些參戰部隊當時沒有近衛番號，但是其作戰能力是遠超過普通部隊的，例如150“斯大林”步兵師和257步兵師，在43年4月，257步兵師由於其在大盧基戰役中的卓越表現，擴編爲第九近衛步兵軍，而150步兵師就是最終在柏林總理府上升起紅旗的蘇軍部隊。
在大盧基戰役中，投入的其他普通蘇軍步兵師包括：第7/49愛沙尼亞步兵師，第28/32/357/360/381步兵師，以及編入第三突擊集團軍預備隊的第47/334步兵師(沒有直接投入戰鬥)。
德軍參戰序列
相比蘇軍部隊，德軍在大盧基投入的部隊番號可謂五花八門，事實上除了海軍陸戰隊，幾乎大家所熟知的，能在陸地作戰的德軍兵種都投入了戰鬥。國防軍陸軍部隊自不用說，空降師和空軍野戰師也有投入，而黨衛軍部隊更是火熱的投入瞭解圍戰，其中包括大家少知的1SS摩托化旅，甚至還有一個RFSS(黨衛隊全國指揮部)獨立營，而最令人吃驚的是隸屬於情報部門的勃蘭登堡特種部隊(他們不歸屬國防軍或者黨衛軍體系)也投入了此次戰役，這麼多兵種部隊參戰是在二戰中不多見的。事實上，這也是因爲大多數完整的預備隊都投入了斯大林格勒方向的戰鬥，而到了大盧基，只能將一切能打仗的部隊都拉到前線。
在戰役過程中，前線德軍部隊是直接受集團軍指揮部指揮的，而第59軍(軍長庫爾 特·馮·德·切瓦勒裏)，擔任了大盧基地區的主要防務，直到42年10月都隸屬於第九集團軍(司令瓦爾特·莫德爾上將)，隨後升級爲獨立的集團軍級作戰單位：切瓦勒裏 戰鬥羣，而大盧基戰役期間，另外一個軍級的指揮部：Wöhler 戰鬥羣，負責解圍，這個戰鬥羣也隸屬於切瓦勒裏 戰鬥羣。這時的德軍步兵師包括三個團，每團兩營，三個炮兵營，山地步兵和摩托化步兵師兩團制，每團三營。大多數裝甲師有兩個摩托化步兵團，每團兩個步兵營;以及一至二個裝甲營。而空軍野戰部隊和1ss摩托化旅則有獨立的編制。
德軍在大盧基地區最有戰鬥力的部隊是第八裝甲師，前身是38年成立的第三輕裝師，參加了波蘭戰役，39年10月升級爲裝甲師，40年參加了法國戰役，41年到42年歸屬北方集團軍羣指揮，參加了列寧格勒戰役。42年晚期，它由於損失嚴重，特別是裝甲團，正在整補，當時只有32輛可以使用的坦克，其中27輛還是戰前捷克生產的型號。
另外一支戰鬥力較強的部隊是第20摩托化師，它的前身是35年成立的20步兵師，兩年後全部摩托化，參加過波蘭法國戰役，41年在中央集團軍羣指揮下參加了明斯克和斯摩棱斯克戰役，隨後調歸北方集團軍羣。參加了列寧格勒附近的戰鬥，在42年晚期，德軍開始着手對所有摩托化步兵師改編爲裝甲擲彈兵師，包括第20師。
第三山地師，同樣是個優秀的部隊，擁有山地和冬季作戰的特種裝備。它在1938年由奧地利第5和第7山地師，加上德軍人員組成。在39年參加了波蘭戰役，隨後在挪威參加了特隆海姆和納爾維克戰役，41年在摩爾曼斯克附近作戰，42年，該師主力移防大盧基地區，但是一個師屬炮兵營和兩個山地團留在了芬蘭。
1SS摩托化旅，是很容易被錯解的一個單位，他們和1SS師沒有關係。是在41年4~5月，從黨衛軍冗餘人員中抽調編制而成的，初期，這個部隊主要打算用來在俄國佔領區執行後方安全任務，然而隨着戰事，這個旅卻不斷地捲入前線作戰中，表現不錯。42年此時，它遭受了嚴重的損失，正在整補，然而其戰鬥力尚佳。
德軍參戰的另外4個普通師是：83/205/291步兵師和第6空軍野戰師。前三個師不滿編，每個師只有6個步兵營，而不是通常的9個，但是他們的成員富有經驗，領導有效，戰鬥力不錯。相比之下，第6空軍野戰師就差多了，在42年9月，整個空軍冗餘人員達到了20萬，而格林捨不得把這些人送給陸軍，於是成立了22個空軍野戰師。這些部隊缺少陸戰經驗，缺少士官。
德軍參戰部隊中，最差的一個是331步兵師，這個師在41年晚期成立，全是由超齡人員構成，42年初就草草送上前線，和其他部隊相比，表現非常差，在大盧基戰役期間，它3個團長中的兩個都太老，而且身體太差，完全不能指揮部隊，後面會提到。
在德軍獨立部隊裏，戰鬥力最強的莫過於勃蘭登堡特種部隊803團，這個部隊有很知名的戰鬥歷史，在攻打荷蘭時，就曾經一舉成名，他們的一個小隊冒充荷蘭部隊，率先向德國哨所發起攻擊，然後迅速撤退，直到過了國界上的關鍵橋樑，突然控制了橋，破壞了荷蘭人的炸橋計劃，隨後在蘇聯境內也有多次成功表現，例如在對斯大林格勒的夏季進攻中，爲了奪取一個重要的油田，一名隊員冒充NKVD少校，成功混入了城內，而且和當地駐軍司令打好了關係，第二天司令就帶領他參觀了全城的佈防，第三天德軍進攻，他趁機散佈謠言說局面不行了，經過兩天時間，大家對這個上面來的少校已經深信不疑，也相信他說的其他部隊都已逃跑了，於是趕緊撤退，結果德軍不費一槍一彈拿下了重要的油田。
另外，在這次戰役中，還有一支沒有參戰，但是距離作戰地點僅有30英里的超級部隊——第一傘兵師，如果這支部隊早日參戰的話，那麼局面將完全扭轉。
