Thủy quân lục chiến Hoa Kỳ

Chiến đoàn đổ bộ Lữ đoàn 9 TQLC:

• Tiểu đoàn 1/7 TQLC
• Tiểu đoàn 2/4 TQLC
• Tiểu đoàn 3/3 TQLC
• Tiểu đoàn 3/7 TQLC (Special Landing Force)
• Đại đội (C) pháo 155 mm thuộc tiểu đoàn 2/ trung đoàn 12 pháo binh của thủy quân lục chiến Mỹ.
• Đại đội súng cối 106,7 mm thuộc tiểu đoàn 3/ trung đoàn 12 pháo binh TQLC.
• Đại đội xe tăng hỗn hợp M24-M41 thuộc Sư đoàn 1 TQLC Mỹ
• Tiểu đoàn xe thiết giáp M113 số 2 thuộc Trung đoàn 7, sư đoàn 1 TQLC Mỹ.
• Liên đội 6 thuộc Liên đoàn không quân của TQLC Mỹ đóng tại Đà Nẵng.

Tổng cộng khoảng 5.500 quân nhân chiến đấu trên đất liền. Ngoài ra còn có tuần dương hạm USS Galveston và khu trục hạm USS Orleck yểm trợ ngoài khơi với 8 khẩu 127 mm và 6 khẩu 138 mm, 7 tàu đổ bộ USS Bayfield, USS Iwo Jima, USS Talladega, USS Cabildo, USS Point Defiance và USS Vernon City2.

Trong giai đoạn càn quét sau trận Vạn Tường còn có sự tham gia của Tiểu đoàn 1/7 TQLC Hoa Kỳ và 2 tiểu đoàn Quân lực Việt Nam Cộng hòa (QLVNCH) là Tiểu đoàn 3 TQLC và Tiểu đoàn 3 thuộc Trung đoàn 512.

Quân Giải phóng miền Nam cho rằng lực lượng Hoa Kỳ tham gia chiến đấu trên đất liền bao gồm 7.000 đến 8.000 người3.

Quân Giải phóng miền Nam (QGP)

Trung đoàn 1 (tức Trung đoàn Ba Gia thuộc Quân khu V - Quân Giải phóng) gồm 4 tiểu đoàn 40, 45, 60 và 903; Đại đội 21 bộ đội địa phương tỉnh Quảng Ngãi4. Thực chất chỉ có tiểu đoàn 40 và Sở chỉ huy nhẹ của E1 đóng quân tại các thôn An Thái 1, An Lộc và Vạn Tường, còn tiểu đoàn 60 đóng ở Lộc Tự, Châu Phước dưới chân phía Đông Nam núi Phổ Tĩnh; tiểu đoàn 45 và tiểu đoàn 90 và Trung đoàn bộ E1 đóng ở Châu Bình, rìa phía Đông núi Phượng Hoàng.

Trước khi chiến dịch bắt đầu, phía Hoa Kỳ dự đoán lực lượng QGP bao gồm 2 tiểu đoàn của Trung đoàn 1 và 2 đại đội thuộc các đơn vị khác, tổng cộng vào khoảng 2.000 người2. Những thông tin do Mỹ thu thập được về việc toàn bộ Trung đoàn Ba Gia có mặt tại Vạn Tường ngày 18/8/1965 là không chính xác.