高飞的部署是以谢文华的炮兵集群在东岸日军防御要点三界山到牛湾镇之间的日军三个支撑点进行猛烈的炮击，并且以陈纳德第十航空部队使用凝固汽油弹对日军防御支撑点实施猛烈轰炸，并以机械化师李国仁部组成三个突击集群，新二师张灵甫部新三师李刚部新四师戴安澜部紧随三个突击集群之后，突破日军主体防线后，三个攻击集群一刻不停的向城内实施进攻，重炮火力转向对岸日军炮兵阵地实施压制，新一师黄俊杰部与新五师胡琏部则以加强营为单位，配属其师所属装甲营坦克排，清剿日军残部，肃清残敌，以便攻击集群向将对岸实施攻击。
可以说高飞的整体战术完全就是大开大合的硬碰硬决战，大武汉地理位于长江中游，是目前中国的第二大城市，战前人口超过二百万，大武汉被长江及汉水分成三部分，即武昌汉口及汉阳，可以说在大武汉在沦陷前是整个中国的腹地中心，武昌则是武汉的政治中心，汉口是商业的集中地及汉阳是工业重镇，在粤汉铁路建成后，武汉是中国内陆的重要交通中心，同时也是将南方港口运来的对外援助运往内陆的枢纽。
之前在徐州失守后，国府方面即调整部署，先后调集约五十个军超过一百四十个师的兵力，与几乎全部的各型作战飞机二百余架各型舰艇及布雷艇等一切水面舰艇共计五十余艘，投入兵力超过一百二十万余人，利用大别山鄱阳湖和长江两岸地区有利地形组织防御，试图竭尽全力保卫武汉。
之前是由第五战区司令长官李宗仁指挥二十三个军所部负责江北防务，第九战区司令长官陈诚指挥二十七个军负责江南防务，另以第一战区在平汉铁路的郑州至信阳段以西地区重兵布防，防备华北日军主力突然南下，顾祝同第三战区在安徽芜湖安庆间的长江南岸和江西南昌以东地区，防备日军经浙赣铁路向粤汉铁路迂回。
此番日军也是如同中队一般，沿着大别山鄱阳湖和长江两岸地区有利地形组织防御，并且日军修筑了很多坚固的永备工事，这些工事给进攻的中队造成了非常大的伤亡，当年大武汉是陈诚丢掉的，今天又是他作为前敌总指挥血战武汉三镇，陈诚非常了解蒋介石的意图，就是把这个雪耻的机会留给他，但是陈诚对于自己不能够指挥青年军也有点郁郁，毕竟高飞这柄利刃的锋利程度远远超乎他的想象。
陈诚要空袭需要上报最高军事委员会方面，与陈纳德所指挥的第十航空部队进行协调，尤其是陈纳德近来将第二十航空部队的战斗机也调来武汉大约超过二百六十架，中美联合空军部分的中国飞行大队也整编了二十个飞行大队共计五百九十架p40h作战飞机，其中有至少三百架左右是高飞劫掠的功劳，由于抢劫的彻底，所以美国人设在昆明的飞机组装车间以短短二个月的时间就完成了全部的装配合调试，可以说中国技术工程人员的辛劳让美国人无比佩服，他们甚至怀疑这些工程师与技术工人都是特殊材料制成了，不知道疲惫和劳累。