Chiến dịch giải phóng Palmyra được đồng bộ với chiến dịch của lực lượng vũ trang Iraq, tấn công IS thành phố trên Mosul, ngăn chặn IS cơ hội đưa lực lượng tiếp viện đến Palmyra. Trung tâm liên kết phối hợp chống khủng bố Nga-Iraq-Syria-Iran ở Baghdad đóng vai trò quan trọng trong sứ mệnh này.
Quân đội Syria đã tập trung khoảng 5000 binh sĩ thiện chiến từ các lực lượng Tigers, Lính thủy Đánh bộ Syria, Lữ đoàn Diều hâu Sa mạc, Lực lượng vũ trang địa phương NDF, Hezbollah và Liwa al-Fatimiya cùng tham gia vào chiến dịch này. Bộ chỉ huy trung tâm các lực lượng vũ trang Syria có thể tập trung một số lượng binh lực lớn trên chiến trường Palmyra nhờ vào thỏa thuận ngừng bắn do Nga-Mỹ bảo trợ, có hiệu lực vào ngày 27.02.
Chiến dịch tấn công Palmyra được triển khai thành ba mũi tiến công đánh vào trung tâm thành phố, chiến thuật tấn công này là đặc trưng của các chiến dịch do quân đội Syria tiến hành gần đây với tham vấn của các cố vấn Nga trong việc lên kế hoạch tổ chức đánh chiếm các khu vực dân cư phòng thủ vững chắc.
Các quân nhân lực lượng đặc nhiệm Nga tham gia trong các hoạt động chỉ thị mục tiêu cho không quân Nga và nhiệm vụ đặc biệt khác. Khá phức tạp để ước tính số lượng binh sĩ đặc nhiệm Nga trên chiến tuyến. Nhưng sự tham gia của lực lượng này trên chiến trường trên bộ là một trong những nguyên nhân quan trọng quyết định sự thành công của chiến dịch. Sau trận chiến, các chuyên gia quân sự Nga sẽ tham gia hỗ trợ, tư vấn rà phá, tháo gỡ mìn và vũ khí nổ tự chế do IS cài đặt trước khi tháo chạy khỏi Palmyra.
Lực lượng không quân vai trò quan trọng trong thành công của chiến dịch giải phóng Palmyra. Các chiến đấu cơ Nga thực hiện hơn 40 không kích trên không phận Palmyra mỗi ngày kể từ ngày 22.03. Số lượng các đợt không kích không bao gồm sự tham gia của các máy bay trực thăng chiến đấu, bao gồm cả Mi-28 Havoc "Thợ săn đêm".
Đến thời điểm này, Palmyra hoàn toàn giải phóng, lực lượng vũ trang Syria và đồng minh có điều kiên triển khai cuộc tấn công dọc theo tuyến đường Palmyra-Sukhna-Deir Ezzor với mục đích đập tan vòng vây của IS xung quanh thành phố và căn cứ quân sự chiến lược Deir Ezzor. Theo thông tin tình báo, IS bắt đầu tổ chức tuyến phòng thủ mới tại Al Sukhna.
Để có thể tấn công về hướng Deir Ezzor, các lực lượng Syria phải củng cố khu vực phòng thủ vững chắc tại thành phố cổ Palmyra và các vùng lân cận. Một cụm binh lực lớn quân đội Syria đã tái triển khai chiến dịch tấn công vào thành phố cổ Qaryatayn và ngã tư chiến lược Al-Busairi. Cuộc tấn công thành phố Qaryatayn bắt đầu vào ngày 28.03.
QA