Sau sự kiện kiểm soát Sở thuế quan, chính quyền Việt Nam nhận ra rằng rất khó khăn để kéo dài tình thế hòa hoãn nhằm tranh thủ thời gian xây dựng lực lượng. Ngày 15 tháng 10 năm 1946, Chủ tịch Hồ Chí Minh đã chia toàn quốc thành 9 chiến khu quân sự, sau đó chia lại thành tổng cộng 12 chiến khu. Trong đó, Hải Phòng thuộc Khu 3 do Hoàng Minh Thảo làm chỉ huy, Lê Quang Hòa làm chính trị ủy viên. Về tổ chức của Đảng Cộng sản Đông Dương, thì Xứ ủy viên Xứ ủy Bắc Kỳ Hoàng Tùng phụ trách Hải Phòng, Nguyễn Văn Kha làm Bí thư Thành ủy Hải Phòng thay Lê Trung Toản, Lê Quốc Thân làm Bí thư Tỉnh ủy Kiến An thay Mai Côn.[18]

Về mặt hành chính, Ủy ban Hành chính Thành phố Hải Phòng gồm Chủ tịch Nguyễn Xuân Nguyên, phó Chủ tịch Vũ Quốc Uy, Ủy viên phụ trách tuyên truyền Lê Đại Thanh, Chủ sự Ty Liêm phóng Bùi Đình Đổng. Ủy ban Hành chính tỉnh Kiến An do Tô Quang Đẩu làm Chủ tịch. Khi chiến sự nổ ra, Ủy ban Bảo vệ Thành phố Hải Phòng được thành lập gồm Chủ tịch Đinh Thịnh, các Ủy viên Vũ Quốc Uy, Nguyễn Văn Kha, Dương Hữu Miên, Trần Thành Ngọ, do Hoàng Tùng chỉ đạo.[26][27] Vũ Quốc Uy sau đó thay Đinh Thịnh làm Chủ tịch.[28] Ngày 26 tháng 11, tổ chức hành chính Hải Phòng và Kiến An sáp nhập, Đinh Thịnh làm Chủ tịch Ủy ban Kháng chiến liên tỉnh Hải – Kiến.[29][30] Ban Chỉ huy liên tỉnh được thành lập với Đinh Thịnh làm Chỉ huy trưởng, Dương Hữu Miên và Trần Thành Ngọ làm Chỉ huy phó.[31] Khi Đinh Thịnh về Hải – Hưng phụ trách Trung đoàn 44[lower-alpha 1],[34] Dương Hữu Miên thay Đinh Thịnh làm Chủ tịch Ủy ban Kháng chiến liên tỉnh Hải – Kiến, kiêm Chỉ huy trưởng mặt trận Hải Phòng – Kiến An.[35]

Lực lượng vũ trang của Việt Nam ở Hải Phòng gồm đơn vị chủ lực Trung đoàn 41 Vệ quốc đoàn[lower-alpha 2] do Trung đoàn trưởng Đinh Thịnh, Trung đoàn phó Dương Hữu Miên, Chính trị viên Nguyễn Nam chỉ huy.[36] Trung đoàn 41 có biên chế thành hai Tiểu đoàn 89 do Long Vân làm Tiểu đoàn trưởng (thay Đỗ Trọng Dậu), Nguyễn Như Thiết (thay Doãn A) làm Chính trị viên; và Tiểu đoàn 90 do Nguyễn Văn Bút làm Tiểu đoàn trưởng, Trần Huy (thay Ất) làm Chính trị viên.[37][38] Đại đội Ký Con sau tổn thất lớn ở trận Cô Tô,[39] do Bùi Sinh làm Đại đội trưởng (thay Lê Phú bị Pháp bắt), Nguyễn An làm Chính trị viên, cũng được Khu 3 gửi từ Hòn Gai đến bổ sung cho Tiểu đoàn 89.[40][41] Tương tự, Đại đội thủy quân Bạch Đằng của Bộ Quốc phòng (lúc này đã thiệt hại nặng) cũng được giao cho Tiểu đoàn 89.[42][43] Sau khi Đinh Thịnh được điều đi, Trung đoàn 41 do Dương Hữu Miên làm Trung đoàn trưởng, Trần Thành Ngọ làm Trung đoàn phó, Hoàng Thế Dũng làm Chính trị viên.[44] Lực lượng tại Hải Phòng gồm 1 đại đội cảnh vệ, 1 đại đội Công an xung phong (Cảnh sát trưởng Trần Thành Ngọ chỉ huy),[45][46] 1 trung đội thủy quân, 1 đại đội công nhân quân, 1 đại đội tự vệ chiến đấu (Chỉ huy trưởng Hoàng Lùng, Chính trị viên Lê Vân, Chỉ huy phó Nguyễn Bá Lượng chỉ huy).[23][40] Lực lượng tự vệ Kiến An được tập trung thành 1 tiểu đoàn, do Lê Quốc Uy làm Tiểu đoàn trưởng. Lực lượng du kích ở Kiến An do Đặng Kinh, Chỉ huy trưởng Huyện đội Kiến Thụy kiêm Chỉ huy trưởng du kích chiến đấu tỉnh.[47] Huyện Thủy Nguyên (tỉnh Quảng Yên) cũng là nơi đóng quân của Tiểu đoàn 182 (Tiểu đoàn trưởng Vũ Mạnh Hùng) thuộc Trung đoàn 44, cùng Tiểu đoàn Quang Trung (Tiểu đoàn trưởng Bùi Tống Thủy) của tỉnh Quảng Yên, hỗ trợ cho chiến trường Hải Phòng khi cần thiết. Đến khi quân Pháp đánh Thủy Nguyên, Tiểu đoàn Quang Trung bị giải thể, chỉ giữ lại lực lượng một đại đội (Đại đội Lê Lợi) do Lê Vân, sau do Chu Bằng Thanh làm Đại đội trưởng.[48]

Sau Hiệp định Sơ bộ, lực lượng quân viễn chinh Pháp bố trí ở Hải Phòng một lực lượng mạnh gồm cả bộ binh, không quân và hải quân, tổng cộng 3.000 quân. Lực lượng bộ binh gồm Trung đoàn Lê dương số 4 (4eRE) với lực lượng chủ yếu là pháo binh người Maroc cùng một Trung đoàn chiến xa cơ động.[23] Lực lượng hải quân Pháp không rõ số lượng, chỉ biết có tuần dương hạm Émile Bertin, Suffren[49]; thông báo hạm Chevreuil[lower-alpha 3], Savorgnan de Brazza, Dumont d'Urville.[51][52]