Để chống lại quân Nhật tấn công Vũ Hán, Tưởng Giới Thạch bố trí tới 120 sư đoàn tinh nhuệ nhất của mình ở lại Vũ Hán cùng các chỉ huy ưu tú nhất của Quân đội Cách mạng Dân quốc như Trần Thành, Tiết Nhạc, Ngô Kỳ Vỹ, Trương Phát Khuê, Vương Kính Cửu, Âu Chấn, Lý Tông Nhân, Tôn Liên Trọng. Đặc biệt, lần này phía Trung Quốc nhận được sự chi viện của Liên Xô bao gồm cả một phi đội máy bay chiến đấu.

Phía quân Nhật là Phương diện quân Trung Chi Na do đại tướng Hata Shunroku chỉ huy. Phương diện quân này có 2 quân đoàn. Quân đoàn số 11 do trung tướng Okamura Yasuji chỉ huy gồm 6 sư đoàn. Quân đoàn số 2 do hoàng thân, trung tướng Higashikuni Naruhiko chỉ huy gồm 4 sư đoàn.