Cuộc vượt sông của quân Hy Lạp không gặp khó khăn gì bởi vì, theo lệnh Darius III, những đội quân Ba Tư trấn giữ ở các bến sông đều lui về phía sau, mở đường cho đối phương tiến sâu vào nội địa để đánh đòn tiêu diệt trên cánh đồng Arbela như đã chuẩn bị. Mưu kế của Darius là khá có tính toán, bởi vì nếu bị đánh bại ở đây thì quân Hy Lạp sẽ hoàn toàn tuyệt vọng khi mà phía sau lưng là hai con sông lớn chặn ngang. Đội quân đánh thuê người Hy Lạp nổi tiếng gan dạ và thiện chiến cùng với một đội quân tinh nhuệ người Ba Tư được hợp lại, tổ chức thành đạo trung quân để đối địch với Đội hình phalanx người Macedonia, lực lượng rất mạnh của Alexandros. Còn tả quân và hữu quân là những khối dày đặc bộ binh và kỵ binh thuộc các tộc người sống ở miền bắc và đông đế quốc. Trước mặt họ, Darius còn đặt thêm một tuyến kỵ binh gồm những người được lựa chọn ở một số bộ tộc có tinh thần và khả năng chiến đấu cao. Cuối cùng, dàn ra trước toàn bộ trận tuyến là 200 chiếc chiến xa, trong đó tập trung ở trước cánh trái là 100 chiếc. Đội voi chiến 15 con do những quản tượng người Ấn Độ điều khiển được Darius III bố trí ở chính giữa trận tiền. Ông tin rằng với vẻ hung tợn và sức mạnh ghê gớm của chúng, những con thú này sẽ thực sự là một mối đe doạ khủng khiếp đối với đối phương. Darius III đã triển khai xong một thế trận bậc thang, thành ba tuyến, có dáng hình chữ nhật, chiều ngang (chính diện) không cân đối (rộng quá) với chiều dọc (chiều sâu). Với thế trận này cùng với địa hình thuận lợi cho voi chiến và xe chiến cơ động, ông đinh ninh rằng Alexandros buộc phải giao chiến với quân Ba Tư trên thế bất lợi tất sẽ bị tiêu diệt.

Alexandros Đại đế đã quan sát kỹ thế trận của quân Ba Tư và thấy rằng một lần nữa có thể giành được chiến thắng bằng chiến thuật sở trường là đội hình nghiêng, hay chiến thuật phân bố lực lượng không đồng đều. Đội hình nghiêng là chiến thuật do danh tướng Epaminondas người Thebes phát minh ra đầu tiên. Khác hẳn với lối đánh dàn đều lực lượng và cứ giữ vững tuyến ngang mà tấn công như trước đây người Hy Lạp thường làm, Epaminondas đã nghĩ ra lối đánh bằng hai cánh: một cánh chuyên tấn công với mật độ bố trí quân số dày đặc và bao gồm những đội quân xung kích mạnh nhất, một cánh chuyên phòng ngự được bố trí vừa đủ lực lượng để cầm chân đối phương. Philippos II đã học được chiến thuật này trong thời gian sống ba năm ở Thebes làm con tin. Sau khi trở về nước ông đã vận dụng nó một cách sáng tạo và thành công trong những trận chiến của ông, mà kẻ bị ông đánh bại lại chính là những người Thebes đã phát minh ra chiến thuật đó. Từ đó đội hình nghiêng trở thành chiến thuật đặc trưng của dòng họ Philippos xứ Macedonia. Alexandros Đại đế sẽ đích thân thống lĩnh cánh quân tinh nhuệ nhất của quân đội Hy Lạp để đảm trách nhiệm vụ chủ yếu của cuộc tấn công. Còn lão tướng Parmenion, giống như thường lệ, chỉ huy cánh tả quân làm nhiệm vụ phòng ngự. Đội hình phalanx người Macedonia, được tổ chức thành 6 cụm, đứng ở vị chí trung quân, một vị trí gần như thường xuyên dành cho họ, người nào cũng được trang bị đầy đủ: kiếm, mộc, áo giáp da có đệm thêm những mảnh sắt, nhưng vũ khí của họ chủ yếu là cây thương sarissa nặng dài tới 7m.

Đội hình phalanx là đội hình của quân đội Hy Lạp cổ đại, bố trí thành khối dày đặc, gồm nhiều hàng quân. Các chiến binh đứng sát nhau, khoảng hai người trong 1m; trong tấn công, mỗi hàng cách nhau 1m; trong phòng ngự mỗi hàng cách nhau 0,5m. Trang bị của bộ binh có giáo, lao, kiếm, mộc, v.v… Bộ binh nặng có giáp sắt. Khi tấn công hay phòng ngự, cả khối người đó đều tiến hay lùi đều nhau, giữ vững cự ly giãn cách quy định. Mặt mạnh của đội hình này là ở chính diện, và có sức chiến đấu cao khi đánh với đối phương kém tổ chức, lực lượng yếu. Mặt yếu của nó là sau lưng và bên sườn, khả năng cơ động kém và chỉ dùng được ở địa hình bằng phẳng quang đãng. Để khắc phục nhược điểm, người ta dùng bộ binh nhẹ và kỵ binh để che sườn cũng như để tấn công vào sườn hay truy kích đối phương.

Trước một đối phương đông hơn, lại giao chiến ở nơi tráng địa, Alexandros Đại đế dự tính đến khả năng có thể bị đánh bọc sườn, thậm chí có khi còn bị bao vây. Vì vậy nên sau tuyến chính, ông bố trí thêm một tuyến thứ hai để nếu bình thường thì cứ tiếp tục tiến lên chiến đấu hoặc tăng cường lực lượng cho phía trước, nhưng khi cần thì lập tức quay đằng sau đối phó. Ông cũng nhắc các tướng phải khiến quân sĩ hiểu rằng đây không phải là một trận đánh bình thường mà là đòn quyết định sự sụp đổ của đế quốc Ba Tư và chiến thắng của nó sẽ đem lại cho họ vinh quang bất diệt. Alexandros yêu cầu ba quân hãy vững tâm, khi cần im lặng thì hàng ngũ không một tiếng động, không một lời xao xuyến, nhưng khi xung phong thì tiếng thét phải như thác đổ, sóng gào khiến quân thù phải kinh hồn khiếp đảm.

Lão tướng nổi danh Parmemion, người được coi như cánh tay phải của Alexandros, bàn rằng nên bất ngờ cướp trại vào đêm 30 tháng 9. Thế nhưng Alexandros cho rằng quân Ba Tư đã có phòng bị trước. Được lệnh của ông, quân Hy Lạp yên chí ngủ một giấc no say, trong khi đó suốt cả ngày và đêm 30 tháng 9, quân Ba Tư đã dàn thành thế trận chuẩn bị nghênh chiến, họ phải mặc giáp trụ trên người suốt đêm để đón chờ một cuộc tập kích không diễn ra của đối phương, khiến tinh thần có phần kém tỉnh táo vào buổi sáng.[18]