Vào tháng 5 năm 1953, tướng Henri Navarre sang Đông Dương nắm quyền Tổng chỉ huy quân đội viễn chinh thay cho tướng Raoul Salan. Henri Navarre đã nhắc đến một chiến lược tiến công mới, sử dụng các lực lượng quân sự mạnh và cơ động để thay đổi tình hình trên chiến trường Đông Dương.

Cũng trong khoảng thời gian này, Đại tướng Võ Nguyên Giáp cùng các đồng chí của mình đang chuẩn bị kế hoạch cho Chiến cục Đông Xuân 1953–1954: Một đòn tiến công chiến lược trên nhiều hướng để phân tán quân Pháp, mở một con đường thông Lào để đưa bộ đội chủ lực vào Nam Bộ. Chiến trường đồng bằng Bắc Bộ do Thiếu tướng Văn Tiến Dũng chỉ huy sẽ là hướng phối hợp.[3] Đồng thời, bộ đội mật mã Việt Nam đã tìm cách và đã thành công trong việc lừa quân Pháp rằng hướng chủ yếu trong hai năm 1953–1954 sẽ là đồng bằng Bắc Bộ.

Theo tướng Yves Gras, tướng Navare đã tin vào những gì họ đã thu được,[4] cho rằng Quân đội nhân dân Việt Nam đang lấy Nho Quan làm căn cứ hậu cần.[5] Do đó, Navare phát động cuộc hành quân Mouette (Operation Mouette) nhằm loại bỏ Đại đoàn 320 ra khỏi vòng chiến đấu,[6] hoàn toàn xóa sổ một bộ phận quân chủ lực của Việt Nam.[7] Từ đầu tháng 10, phía Pháp đã dùng máy bay thả truyền đơn, dùng loa phóng thanh thông báo quân Pháp sắp tấn công Thanh Hóa, khuyên người dân trở về khu vực do Pháp kiểm soát (phía Việt Nam gọi là "vùng tạm chiếm"). Tàu Hải quân Pháp thường xuyên xuất hiện ngoài khơi vùng biển Thanh Hóa, kèm theo đó là những toán biệt kích hoạt động ở khu vực Rịa - Nho Quan (Ninh Bình).

Dự đoán được quân Pháp có khả năng sẽ tấn công vào Nho Quan, đầu tháng 10 năm 1953, Võ Nguyên Giáp đã điện cho Văn Tiến Dũng, Tư lệnh kiêm Chính ủy Đại đoàn 320 chuẩn bị sẵn sàng.[8]