1月30日和2月1日乘飞机侦察了热河地区的地形。
2月10日，关东军司令部向各师团、旅团的参谋，传达了进攻热河的作战计划。
日军整体的兵力部署为：
（1）第6师团配属骑兵第4旅团，由通辽、彰武、打虎山西向进攻赤峰，而后以一部兵力向西南攻击前进，策应第8师团进攻承德的作战。
（2）第8师团由锦州经义县、朝阳、凌源、平泉进攻承德，而后以一部兵力向长城古北口进攻。
（3）混成第14旅团由绥中向西进攻凌源、平泉，策应第8师团，而后南下进攻喜峰口、冷口。
（4）继混成第14旅团之后，混成第33旅团由绥中向西转南，进攻界岭口、义院口。
（5）关东军飞行队的侦察第10大队进驻通辽、锦州、绥中，各1个中队并战斗机第11大队的2个中队进驻绥中，轰炸机第12大队进驻锦州，重点支援第8师团进攻承德，以一部支援第6师团。
预定下旬开始进攻。
而张学良这边与何应钦等人研究了当前局势后，由北平军分会制定了保卫热河的计划。
其作战方针是：“华北军以捍卫疆土、收复失地之目的，务需确保冀、热，巩固平津，以为将来进出辽河流域之根据。集中主力于冀、热东部及平津、察南一带，对由河北沿海登陆及自热河方面侵入之敌，预期各个击破之，并乘机东进，向辽西平原转取攻势。”
将华北现有驻军编为8个军团和1个预备军团。
（1）第1军团于学忠部防守津塘地区。
（2）第2军团商震部防守滦东地区。
（3）第3军团宋哲元部防守冀北地区。
（4）第7军团傅作义部防守察东地区。
（5）第8军团杨杰部和预备军团集结于北平附近。
（6）第4军团万福麟部第53军6个师，第5军团汤玉麟部第55军1个师、4个旅，第6军团张作相部第41军3个旅及第63军、挺进军等共约10万人编为两个集团军，直接担任热河省的防守任务。
两集团军的作战地域分界线为朝阳、建昌、凌源、平泉至承德的公路。
公路以南为第1集团军，张学良自兼总司令；公路以北为第2集团军，张作相任总司令，汤玉麟任副总司令。
2月17日，武藤信义正式下达了进攻热河的作战命令，定于23日按预定计划开始行动。
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