接着调兵遣将，令第20军司令官坂西一郎为指挥官，坐镇邵阳，率第20军及第11军之34师团为主攻部队，共5个师团，加3个独立混成旅团，另配备飞行44战队一部、独立飞行54中队协同作战。

日军计划兵分三路进攻芷江：中路日军担任主攻，由第116师团、第47师团和独立混成第86旅团在湘潭、湘乡、衡山、衡阳到邵阳一带集结，准备从邵阳沿邵榆公路及其两侧地区西进，围歼洞口、武冈以北，沅江以东之中国守军，进而突破安江，直取芷江；南路日军第34师团和第86师团关根支队，准备攻占新宁、武冈、绥宁、洪江或由武阳、水口到洪江，协攻安江和洪江；北路日军第34师团，计划进攻新化、辰溪、溆浦；再以64师团和68师团一部向宁乡、益阳佯攻，以牵制湘北军队南下。

1944年冬，美国政府给予国民党军队25个师的美械装备，为方便联络盟军、抵制日军西进，国民军队在昆明成立中国陆军总司令部，以何应钦为总司令，下辖卢汉第1方面军、张发奎第2方面军、汤恩伯第3方面军、王耀武第4方面军，其中第4方面军守备着从广西经湖南新宁、邵阳、湘乡、宁乡、益阳至洞庭湖西岸的广大地区，主力控制于武冈、洞口、新化、桃源附近。

得知日军作战意图后，国民党军队拟定了《湘西作战指导方案》，计划利用南北横互、蜿蜓七百多里的“雪峰天险”，以雪峰山东麓为主战场，构筑纵深防御工事，采取攻势防御战略，对日军进行逐次抵抗，诱敌深入，分割包围，聚而歼灭。

具体兵力部署为：此次会战计划投入9个军20个师，共计20万人。

以第4方面军王耀武部为主力，担负正面防御，所辖第73、第74、第100军、第18军沿雪峰山一线铺开，每个军把守一条防线：第74军主力置于雪峰山东麓，占据山口，构筑决战主阵地；第100军连接第74军左翼，负责隆回地区作战，第73军负责新化县城地区作战。原湘北的第18军作为第4方面军的机动兵团到沅陵、辰溪集结，王敬久的第10集团军接替湘北防务。汤恩伯的第3方面军第27集团军守备龙胜、城步，负责黔桂路及桂穗路防务，其第94军为战役机动兵团，负责洪江地区，并策应第4方面军右翼作战。

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廖耀湘的新六军于4月份由昆明空运至芷江待命，为总预备队。

以芷江机场为基地，第5、2、3等4个飞行大队之一部及美国陈纳德将军率领的第14航空队一部，各型飞机400多架协同参战。

为了打好湘西这一仗，第4方面军积极做好战守准备，派勘察组在武冈、洞口、绥宁的雪峰山考察1周，修订军用地图，记录要隘通道、制高点和特殊地物，了解情况以后，对武冈县内雪峰山2个主峰之间一条20公里长的山谷进行全面军事调整。

此外，还组织了大批抗日自卫团和游击队予以支援。

日军以第20军团为主力，司令官坂西一郎为总指挥，主攻部队为岩永汪的第116师团和渡边洋的第47师团。

伴健雄的第34师团、船引正元的第64师团、堤上树男的第68师团、独立第86旅团、3个混成旅团等部队协助主攻部队完成对正江的包围。

另配5个战斗机中队，1个轰炸机队，共有飞机135架，加上后勤部队，约10万之多。

其中，第116师团，辖步兵第109、120、133联队，骑兵第120大队，野战炮兵第122联队，工兵第166联队，辎[zī]重兵第116联队。