Sau khi đồn Hà Hồi cách Thăng Long 20 km về phía nam bị bao vây bức hàng (28 tháng 1), đồn Ngọc Hồi do Hứa Thế Hanh, Thượng Duy Thăng, Trương Triều Long chỉ huy được tăng cường, lên đến 30.000 quân tinh nhuệ, hỏa lực mạnh, ngoài lũy đất còn có hàng rào chông sắt, địa lôi, là tiền đồn kiên cố, then chốt trong hệ thống phòng thủ bảo vệ nam thành Thăng Long, ngăn chặn quân Tây Sơn.

Sáng 29 tháng 1, đại quân Quang Trung triển khai lực lượng thành hai cánh: cánh chính do Quang Trung chỉ huy, tập kết ở cánh đồng Cung phía nam Hà Hồi, cánh phối hợp do đô đốc Bảo chỉ huy, tập kết ở Đại Áng, bố trí mai phục tại cánh đồng gần Đầm Mực (thuộc Thanh Trì, Hà Nội ngày nay).