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为了全歼中条山守军，日军从关东军调集第3飞行集团主力、第83飞行战队、第32飞行战队，部署在新乡、运城、两个机场配合作战，从华中抽调两个师团加强华北方面军。
华北方面军司令官多田骏将其所辖兵力调整成中条山作战序列：独立混成第16、第4、第9、旅团，第1军下辖第41、第36、第33、第37师团。
为掩护完成了进攻中条山的战略部署，从4月底开始，日军调动频繁，制造假象。
第一战区司令长官卫立煌因拒绝制造反共摩擦，被软禁在峨嵋山。4月中旬，何应钦到一战区巡视，
4月18日和4月20日，国军参谋总长何应钦连续两次主持召开了第五、第二、第一战区军长级军事会议。
4月28日，重庆判断日军有从横皋、济源进攻垣曲意图，命令第一战区破坏道路、强阵地工事、第五战区汜东部队向陇海、第二战区晋西部队向同蒲策应牵制。
中条山地区的7个国军主力军也进行了相应调整：第3军唐淮源部、第80军孔令恂部在夏县、闻喜布防，第9军裴昌会部部署在济源布防，第15军武庭麟部在高平布防、第17军高桂滋部在绛县布防，第43军赵世铃部在垣曲布防，第98军武士敏部在董封镇布防。
另有4个军配置于太岳山区和太行山区，作为牵制策应。