苏军参战序列
在大卢基战役期间，苏军投入的主要兵力是加里宁方面军(马克西姆·阿列克谢耶维奇·普尔卡耶夫上将)下属的第三突击集团军(3rd Shock Army，之所以把shock翻译成突击，是因为这个词是俄文“udarnaya”在英文中最直接的翻译，其实可能翻译成assault，更有助于从英文中理解，但是历史已经如此翻译，我们不妨了解照搬)。
这个突击集团军(司令库兹马·尼基托维奇·加利茨基少将)下辖3个军：第二机械化军(the 2nd Mechanized)、第五近卫突击军(the 5th Guards Shock)，以及第八爱沙尼亚军(the 8th Estonian)，这个军在这次战役中有非常有趣的表现，后面会介绍。这几个军都下辖若干个师和旅级作战单位，其中，第二机械化军是一个老式军，它更接近一个下属若干个师和旅的管理单位，而没有固定的下属部队，这和新式的苏联机械化军有很大不同，那些军事实上是一个师级单位，直辖4个旅。
参与了对大卢基城围攻的部队，都是步兵，虽然城附近就有一个骑兵师，但是他们只是作为预备部队。而众多的坦克旅、机械化旅、滑雪旅和步兵旅也参与了整个战役，只不过这些部队更多的是在向西的作战中浴血奋战。
同时，第三突击集团军还配备了大量的独立团和独立营，包括炮兵、装甲部队、工兵，他们被用来支持师旅级单位在重要地段的作战。
在42年，苏军仍然缺乏足够有经验的指挥官，而且部队经常是一次新部队，如果打光了，就拉到后方全面补充人员，等到再次返回战场，已经是很久以后了。不过到43年，请况大有好转，指挥官开始增多，而且很多原来的旅级单位开始扩编为师，这是后话了。参加大卢基战役的很多独立旅后来也扩编为师，但两个滑雪旅一直保持了独立单位到战争结束。
参加大卢基战役的苏军近卫部队，包括第9/16/21/46近卫步兵师，第8近卫步兵师一个团，第五突击近卫军军属炮兵团，以及两个喀秋莎火箭炮团。虽然有些近卫部队战斗力超过了德军同等部队，但是大多数近卫部队战斗力到战争结束时也不如德军。在大卢基战役中，投入的近卫部队遭受了巨大的损失，一些部队几乎被击溃。
虽然一些参战部队当时没有近卫番号，但是其作战能力是远超过普通部队的，例如150“斯大林”步兵师和257步兵师，在43年4月，257步兵师由于其在大卢基战役中的卓越表现，扩编为第九近卫步兵军，而150步兵师就是最终在柏林总理府上升起红旗的苏军部队。
在大卢基战役中，投入的其他普通苏军步兵师包括：第7/49爱沙尼亚步兵师，第28/32/357/360/381步兵师，以及编入第三突击集团军预备队的第47/334步兵师(没有直接投入战斗)。
德军参战序列
相比苏军部队，德军在大卢基投入的部队番号可谓五花八门，事实上除了海军陆战队，几乎大家所熟知的，能在陆地作战的德军兵种都投入了战斗。国防军陆军部队自不用说，空降师和空军野战师也有投入，而党卫军部队更是火热的投入了解围战，其中包括大家少知的1SS摩托化旅，甚至还有一个RFSS(党卫队全国指挥部)独立营，而最令人吃惊的是隶属于请报部门的勃兰登堡特种部队(他们不归属国防军或者党卫军体系)也投入了此次战役，这么多兵种部队参战是在二战中不多见的。事实上，这也是因为大多数完整的预备队都投入了斯大林格勒方向的战斗，而到了大卢基，只能将一切能打仗的部队都拉到前线。
在战役过程中，前线德军部队是直接受集团军指挥部指挥的，而第59军(军长库尔 特·冯·德·切瓦勒里)，担任了大卢基地区的主要防务，直到42年10月都隶属于第九集团军(司令瓦尔特·莫德尔上将)，随后升级为独立的集团军级作战单位：切瓦勒里 战斗群，而大卢基战役期间，另外一个军级的指挥部：W?hler 战斗群，负责解围，这个战斗群也隶属于切瓦勒里 战斗群。这时的德军步兵师包括三个团，每团两营，三个炮兵营，山地步兵和摩托化步兵师两团制，每团三营。大多数装甲师有两个摩托化步兵团，每团两个步兵营;以及一至二个装甲营。而空军野战部队和1ss摩托化旅则有独立的编制。
德军在大卢基地区最有战斗力的部队是第八装甲师，前身是38年成立的第三轻装师，参加了波兰战役，39年10月升级为装甲师，40年参加了法国战役，41年到42年归属北方集团军群指挥，参加了列宁格勒战役。42年晚期，它由于损失严重，特别是装甲团，正在整补，当时只有32辆可以使用的坦克，其中27辆还是战前捷克生产的型号。
另外一支战斗力较强的部队是第20摩托化师，它的前身是35年成立的20步兵师，两年后全部摩托化，参加过波兰法国战役，41年在中央集团军群指挥下参加了明斯克和斯摩棱斯克战役，随后调归北方集团军群。参加了列宁格勒附近的战斗，在42年晚期，德军开始着手对所有摩托化步兵师改编为装甲掷弹兵师，包括第20师。
第三山地师，同样是个优秀的部队，拥有山地和冬季作战的特种装备。它在1938年由奥地利第5和第7山地师，加上德军人员组成。在39年参加了波兰战役，随后在挪威参加了特隆海姆和纳尔维克战役，41年在摩尔曼斯克附近作战，42年，该师主力移防大卢基地区，但是一个师属炮兵营和两个山地团留在了芬兰。
1SS摩托化旅，是很容易被错解的一个单位，他们和1SS师没有关系。是在41年4~5月，从党卫军冗余人员中抽调编制而成的，初期，这个部队主要打算用来在俄国占领区执行后方安全任务，然而随着战事，这个旅却不断地卷入前线作战中，表现不错。42年此时，它遭受了严重的损失，正在整补，然而其战斗力尚佳。
德军参战的另外4个普通师是：83/205/291步兵师和第6空军野战师。前三个师不满编，每个师只有6个步兵营，而不是通常的9个，但是他们的成员富有经验，领导有效，战斗力不错。相比之下，第6空军野战师就差多了，在42年9月，整个空军冗余人员达到了20万，而格林舍不得把这些人送给陆军，于是成立了22个空军野战师。这些部队缺少陆战经验，缺少士官。
德军参战部队中，最差的一个是331步兵师，这个师在41年晚期成立，全是由超龄人员构成，42年初就草草送上前线，和其他部队相比，表现非常差，在大卢基战役期间，它3个团长中的两个都太老，而且身体太差，完全不能指挥部队，后面会提到。
在德军独立部队里，战斗力最强的莫过于勃兰登堡特种部队803团，这个部队有很知名的战斗历史，在攻打荷兰时，就曾经一举成名，他们的一个小队冒充荷兰部队，率先向德国哨所发起攻击，然后迅速撤退，直到过了国界上的关键桥梁，突然控制了桥，破坏了荷兰人的炸桥计划，随后在苏联境内也有多次成功表现，例如在对斯大林格勒的夏季进攻中，为了夺取一个重要的油田，一名队员冒充NKVD少校，成功混入了城内，而且和当地驻军司令打好了关系，第二天司令就带领他参观了全城的布防，第三天德军进攻，他趁机散布谣言说局面不行了，经过两天时间，大家对这个上面来的少校已经深信不疑，也相信他说的其他部队都已逃跑了，于是赶紧撤退，结果德军不费一抢一弹拿下了重要的油田。
另外，在这次战役中，还有一支没有参战，但是距离作战地点仅有30英里的超级部队——第一伞兵师，如果这支部队早日参战的话，那么局面将完全扭转。
