第11军司令官横山勇中将，以独立步兵第11旅团主力七个大队的兵力，从信阳出发北进，策应华北方面军作战。第13军以一部分兵力从安徽蚌埠地区沿黄泛区南侧前进，策应华北方面军作战。第5航空军司令官山下琢磨中将，以一部航空兵力量，配合地面部队进攻。此次战役，日军投入总兵力初步定为20万人。
为实施《一号作战计划》，日军大本营倾其明治维新以来所有累积的陆军战力和物资，孤注一掷投入此行动。日军大本营决定，中国派遣军在执行一号作战计划中，所有的兵力与支援要求都给予最优先的配合。在兵力动员上，日军大本营决定再动员51万部队，优先补足中国派遣军所有的缺额；尽量将原先在中国战区的乙种师团与丙种师团，调升为甲种师团，这样就使得日军甲种师团加上所有补充、特种作战单位之后，其作战兵力已达到32000人。此外，日军大本营还抽调日本本土与关东军的部队，进一步支援中国派遣军的一号作战。
日军对于一号作战计划的先期后勤准备，周全到几乎难以想象的地步。先是改组中国战场的航空兵团，仅是空军作战的油料，就有半年的储量，而弹药的储量多达两年。
陆军方面则破天荒地派出从未在中国战场上使用过的坦克师团。参战各军的粮弹后勤支援，都有半年以上使用量的准备，并且调集了马匹67000匹，运输汽车13000辆，运输补给船艇10000艘，还调动了日本全国所有的道路、桥梁工程支援人力与器材，投入战线后方道路的维修。
日军大本营为一号作战计划所有的作战需求，上至野战医疗设备，下到士兵军靴的修理，
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