Quân Nguyên

Theo kế hoạch mà Hốt Tất Liệt đề ra vào tháng 3 năm 1286, đội quân Nguyên chinh phạt Đại Việt vẫn sẽ do Thoát Hoan làm tổng tư lệnh. A Lý Hải Nha làm phó tổng tư lệnh. Các chỉ huy cao cấp khác gồm Áo Lỗ Xích, Ô Mã Nhi, Phàn Tiếp (tướng người Hán của nhà Nguyên), Diệp Hắc Mê Thất, A Lý Quỹ Thuận,... Sau đó, tháng 11 năm 1286, A Bát Xích, A Lý, Trình Bằng Phi (tướng người Hán của nhà Nguyên), Ái Lỗ, Trương Ngọc, Lưu Khuê, Tích Đô Nhi, Trương Văn Hổ, Phí Củng Thìn, Đào Đại Minh (những tên cướp biển người Hán làm tướng nhà Nguyên), Trần Trọng Đạt, Tạ Hữu Khuê, Bồ Tý Thành cũng được điều động. Phần lớn các tướng lĩnh này đều đã từng tham gia chinh phát Đại Việt năm 1285.[3] A Lý Hải Nha qua đời ngày 18 tháng 6 năm 1286, và Áo Lỗ Xích được cử làm phó cho Thoát Hoan.

Theo Nguyên sử, ngoài việc huy động lại những quân lính trong lần chinh phạt thứ 2 thoát được về Trung Quốc, nhà Nguyên còn huy động thêm 7 vạn quân Mông Cổ và Hán của ba tỉnh Giang Hoài, Giang Tây, Hồ Quảng, 1.000 quân nhà Nam Tống cũ đầu hàng theo Nguyên, 6.000 quân của Vân Nam, 15.000 quân người Lê ở Hải Nam, ngoài ra còn quân người dân tộc ở Quảng Tây. Số quân huy động thêm mà Nguyên sử ghi là 92.000, chưa tính số quân người Choang không được ghi rõ. An Nam chí lược ghi tổng số quân là 10 vạn, nhưng khi vào đến Đại Việt hội binh thì lại ghi có 50 vạn. Đại Việt sử ký Toàn thư ghi số quân Nguyên là 50 vạn. Về thủy quân, quân Nguyên có 700 thuyền chiến mới đóng cùng 120 thuyền chiến của Hải Nam đều đặt dưới sự chỉ huy của Ô Mã Nhi. 100 thuyền vận tải chở 17 vạn thạch lương do Trương Văn Hổ chỉ huy đi cùng Ô Mã Nhi.[4]

Trần Trọng Kim trong Việt Nam sử lược cho rằng số quân Nguyên khoảng 30 vạn và Trần Xuân Sinh trong Thuyết Trần cho rằng con số này giống như An Nam chí lược ghi khi quân Nguyên hội binh, là gần với sự thực, vì ngoài số quân mới huy động còn số quân trở về từ thất bại năm 1285 được điều động quay trở lại Đại Việt.[1]

Rút kinh nghiệm từ thất bại lần trước, quân Nguyên trang bị hai hạm thuyền lớn. Hạm đội tải lương dưới quyền của Trương Văn Hổ, chở theo 17 vạn thạch lương (có sách chép 70 vạn) để giúp đảm bảo hậu cần cho quân Nguyên, giảm bớt sự lệ thuộc vào việc tải lương đường bộ vốn rất khó khăn và tốn nhiều nhân lực. Hạm đội chiến đấu gồm có cả thảy hơn 600 chiến thuyền dưới quyền chỉ huy của Ô Mã Nhi, với hàng vạn thủy quân tinh nhuệ nhất của nước Nguyên là những sắc quân người Lê đảo Hải Nam, quân Tân Phụ miền Giang Nam. Hạm đội của Ô Mã Nhi có nhiệm vụ đánh mở đường và hộ tống đoàn thuyền lương của Trương Văn Hổ, đồng thời sẽ là một lực lượng quan trọng để phá tan ưu thế thủy chiến của quân Đại Việt. Lần xâm lược này, quân Nguyên có tổng quân số ít hơn lần trước, nhưng thủy quân được tăng cường mạnh mẽ hơn rõ rệt. Gần sát ngày tiến quân, Hốt Tất Liệt còn đích thân ra chỉ dụ căn dặn các tướng: “Không được cho Giao Chỉ là nước nhỏ mà khinh thường”.

Quân Trần

Phía Đại Việt đã tiến hành tổng động viên. Lần này lãnh đạo là Trần Nhân Tông. Tướng chỉ huy toàn bộ quân đội là Hưng Đạo Vương Trần Quốc Tuấn. Tổng số quân nhà Trần khoảng 32 vạn[1] (con số này có lẽ tính gộp cả quân chủ lực lẫn quân địa phương và dân binh)

Trần Nhân Tông đại xá thiên hạ, chỉ trừ những người từng hàng quân Nguyên đều không được đại xá. Nhiều tù nhân được tha, tình nguyện tòng quân ra mặt trận để báo ơn.

Trần Quốc Tuấn với những kinh nghiệm tác chiến thu được sau khi đánh bại quân Nguyên 2 năm trước, sau khi phân tích tình hình quân Nguyên, đã tự tin tâu với vua Trần: "Thế giặc năm nay dễ phá"