武汉三镇位于长江中游，战略位置极力重要。既有长江水路联络东西，又有平汉、粤汉铁路贯通南北，并沟通西南和西北地区，从国外购买的各种战略物资，大多由广州运至此地再分运各个战区，南京失守之后，国民政府虽已迁至重庆，但实际上，军事、政治，经济中心则在武汉。因而，国民政府提出“保卫大武汉”的口号。保卫大武汉的中心思想、并不在于武汉三镇本身的得失，而是以武汉为核心，在其外围皖、鄂、赣、豫广大地区，与日军进行作战，消耗其战力，挫败其士气，为杭战的最后胜利奠定基础。
1937年12月13日，中国军事委员会在南昌制定的《军事委员会第三期作战计划》方针就规定：“国军以确保武汉为核心、持久抗战、争取最后胜利之目的，应以各战区为外廓，发动广大游击战，同时从新构成强韧阵地于湘东、赣西、皖西、豫南各山地，配置新锐兵力，待敌深入，在新阵地与之决战。”徐州会战后，第五战区各部队，除韩德勤之第24集团军撤向苏北，准备进行游击作战外，主力部队撤至豫东、皖北、皖西的商城、六安，霍山一带，一面休整，一面准备依托大别山有利地形，阻击可能西犯的日军，杨森之第26集团军则撤至安庆附近，准备固守安庆、无为、庐江地区，并协同江南第三战区的部队，阻击沿江西进之日军。同时成立武汉卫戍总部，以陈诚为总司令，开始进行武汉会战的各项准备工作。
徐州会战末期，第五战区各部队突围转移，日军跟踪追击。
日华北方面军沿陇海路西进，在豫东击败第一战区的阻击部队后，于1938年6月6日占领开封。当向郑州前进时，蒋介石下令炸毁花园口黄河河堤，制造水障，日军暂时被阻于黄泛区以东。日华中派遣军沿长江和合肥西进，6月12日占领安庆、舒城等地。日军企图进攻武汉的形势已极明显。
中国军委会为适应作战的需要、增强指挥机构，遂调整了战斗序列，除江防部队指挥系统（江防总司令刘兴、江防要塞守备司令谢刚哲）不变外，将武汉卫戌总部改编为第九战区，以原卫戌总司令陈诚任战区司令长官，辖第1、第2兵团，负责长江南岸的作战。江北为第五战区（司令长官李宗仁）。两战区协同作战，共同保卫武汉。中国军委会的作战指寻是重点立于外线，以保证机动的自由。采取逐次抵抗、消耗日军，以空间换取时间的方针，主要防御方向置于长江以南。以南昌、九江、黄梅、大别山东麓向北延伸之线为第一防御地带，在此以东为游击区，由此地开始实行逐次抗击；萍乡、铜鼓、瑞昌、广济、罗田、麻城至武胜关一线为第二防御地带，亦即决战地带。
其具体作战计划，第九战区：令第1兵团薛岳所部防守南浔线，井沿鄱阳湖沿岸配置兵力，以南昌为基地，防止日军进攻南昌及迂回长沙；令第2兵团张发奎所部确保九江及田家镇，并沿江构成阵地带，必要时逐次抵抗，消耗敌人，防止日军由瑞昌西进，直趋岳阳、蒲圻、咸宁；另以有力兵团，分别控制于各重要据点之间及武汉、长沙地区，以便随时策应尔后之作战；司令长官部设于武昌，第五战区：以第4兵团李品仙所部为右翼兵团，利用长江北岸大别山南麓丘陵湖沼的有利地形，以一部占领广济东西亘浠水一线的纵深阵地，阻击敌人；以第21集团军廖磊所部为中央兵团，位于太湖、潜山西北山地，相机南下侧击西进日军；以第3兵团孙连仲所部为左翼兵团，位于大别山北麓与淮河之间，利用地障，阻击该方面日军；以第24集团军韩德勤所部任敌后游击；以第29集团军王缵绪所部为第二线兵团，随时准备策应第一线的作战。
武汉会战开始时，中国军队参战兵力4个兵团，辖5个集团军（第20、第9、第3、第31、第32集团军），共30个师、1个旅、2个团及3个野战炮兵团、2个要塞炮兵团。会战中不断增兵，至后期，总兵力约达124个步兵师、2个骑兵旅、7个野战炮兵团、3个要塞炮兵团。其中110个师是参加此前各会战的部队，伤亡、损失甚重，虽曾进行过整补，但缺员仍在半数左右，平均每师约5500人。后增加的14个师，多为满员，每师约1.1万人。武汉会战，中国军队的总兵力约75万人。其中有不少是没有受过训练的新兵。
第九战区和第五战区的战斗序列为：
第九战区：司令长官陈诚。所属部队有：第1兵团（薛岳），辖第9集团军（吴奇伟，第4，第8、第66军，第29、第37军团），第20集团军（商震，第32、第18军）及第74、第29军，第167师及鄱阳湖警备队等；第2兵团（张发奎），辖第3集团军（孙桐萱，第12军），第30集团军（王陵基，第72、第73军），第31集团军（汤恩伯，第13、第98军），第32军团（关麟征，第52、第92军），第11军团（李延年，第2军）及第75、第94、第37、第6、第16军。战区直辖第30军团（卢汉，第60军），第26军团（万福麟，第53军）等，共约61个师。
第五战区：司令长官李宗仁。所属部队有：第3兵团（孙连仲），辖第2集团军（孙连仲兼，第30、第42军），第26、第55、第87军；第4兵团（李品仙），辖第29集团军（王缵绪，第44、第67军），第11集团军（李品仙兼，第84、第48军），第28、第86军等，战区直辖第26集团军（徐源泉，第10军，第199师），第21集团军（廖磊，第31、第7军），第5集团军（于学忠，第51军），第33集团军（张自忠，第59军），第24集团军（韩德勤，第57、第89军），第27集团军（杨森，第20军），第17军团（胡宗南，第1军）等，共约51个师。
此外，尚有江防总司令刘兴指挥的第16、第43、第73军及马当、湖口、九江、田家镇筹各守备区和江防要塞部队等，共约12个师。海军舰艇有“永绩”、“中山”等8舰，“宁字”、“胜字”炮艇10艘，“史可法”、“岳飞”等号快艇10余艘，参加会战的空军，有轰炸机2个大队、驱逐机3个大队、侦察机1个中队，作战飞机126架。另有苏联志愿航空队3个大队，飞机120架。
日本在占领南京后，中国军队主力并未被其歼灭，而国民政府正以武汉为中心，继续组织抗战。日本大本营继续寻找中国军队的主力进行决战。为控制中原地区，切断
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