Cuối tháng 7 năm 1965, Trung đoàn 1 chủ lực của Quân khu V Quân Giải phóng miền Nam Việt Nam, do Lê Hữu Trữ làm Trung đoàn trưởng và Nguyễn Đình Trọng làm Chính ủy, chỉ huy, sau các trận giao chiến với các đơn vị Quân lực Việt Nam Cộng hòa tại Vùng I trong Chiến dịch Ba Gia (Sơn Tịnh, Quảng Ngãi), đã di chuyển về đóng quân ở khu vực Vạn Tường để chấn chỉnh và bổ sung. Ngày 9 tháng 8 năm 1965, lãnh đạo Quân khu V ra quyết định thành lập các sư đoàn chủ lực. Trung đoàn 1 (còn có tên hiệu là Trung đoàn Ba Gia) được biên chế vào Sư đoàn 2. Trung đoàn trưởng Lê Hữu Trữ kiên Sư đoàn phó.

Phát hiện sự di chuyển của đối phương, Tư lệnh Vùng I, Thiếu tướng Nguyễn Chánh Thi thông báo cho các chỉ huy quân đội Mỹ tại Vùng I và lưu ý vị trí tập kết của Trung đoàn Ba Gia mà ông dự đoán sẽ rất gần với Căn cứ Chu Lai mới thành lập hồi tháng 5. Tướng Lewis W. Walt, chỉ huy trưởng quân Mỹ tại Vùng I, quyết định lập kế hoạch cho một cuộc càn quét tiêu diệt Trung đoàn 1, xóa sổ sự uy hiếp đối với căn cứ Chu Lai, đồng thời biểu dương sức mạnh của quân Mỹ trong khu vực. Theo kế hoạch, cuộc hành quân được thực hiện như là một cuộc tấn công liên hợp cấp tập từ trên bộ, trên không và trên biển. Các đơn vị TQLC Mỹ sẽ được triển khai đồng thời bằng trực thăng và cả tàu đổ bộ, tập kích nhiều hướng để gây bất ngờ cho đối phương. Đại tá Oscar F. Peatross được chỉ định làm chỉ huy lực lượng đổ bộ. Nhằm giữ bí mật cho cuộc hành quân, kế hoạch phổ biến rất hạn chế trong các sĩ quan Mỹ và dĩ nhiên phía Mỹ cũng không thông tin cho phía đồng minh Việt Nam Cộng hòa.