劉文智夫婦離開后不到一周的時間，軍委會和軍政部就下達了一系列的調令，整個湘北地區的國軍部隊布防情況被重新洗牌。孫玉民的十二軍本來是在瀏陽休整，算得上是處在最前線的部隊，一紙調令就被整部都調往了株洲駐防。同樣的，本來七十四軍除去五十八師在衡陽休整外，五十一和五十七師都在長沙周邊，也是一紙調令把這兩個師拉去了衡陽。
十二軍和七十四軍是九戰區戰斗力最強的兩個軍，按道理說是不應該被“藏”到后面去，可是軍委會還是越過了薛岳，把這兩個軍調走了，任憑他在九戰區司令部里摔杯子發火。
發火歸發火，薛岳心里明鏡似的，命令雖然是透過軍委會和軍政部下發的，但其實卻是老蔣的心思，本來自己想憑借著有十二軍、七十四軍、第四軍和第十九集團軍這些中央軍精銳，好好和阿南惟幾的日軍十一軍來次堂堂正正的較量，并且為此擬定了一系列作戰計劃，可是現在看來，全都用不上了。第一次長沙會戰時，老蔣其實是不贊同耗費巨大的人力財力和兵力去打這個沒有把握的仗，是他薛岳一力主戰，才會有第一、第二和即將到來的第三次長沙會戰的由來，前兩次自己雖然名義上是說打勝了，可實際上和日軍都是拼了個兩敗俱傷，甚至可以說是慘敗而歸，唯一的利好就是長沙城還牢牢地掌握在他薛岳的手中。他也知道，老蔣對于前兩次的戰果不甚滿意，這次才會親自出手指揮。
只是他不知道的是，雖然這兩封調令是出自上面的手筆，但實際上卻都緣自孫玉民前番在南岳和老蔣的交談。讓他更沒想到的是，這兩封調令之后，是更多的布署命令和調防命令下來，幾乎是把湘北的部隊挨個都調防和布置了一遍。
按照孫玉民當時的構想，以敵我雙方對峙的新墻河為第一道防線，汨羅江為第二道防線，長沙城外的撈刀河與瀏陽河之間為第三道防線。前兩道防線是伏擊區和誘擊區，第三道防線是決戰區，即誘敵主力于“瀏陽河、撈刀河間地區殲滅之”。
在孫玉民的設想和計劃中，國軍在湘北的二十五個師應付起阿南惟幾三個師團的進攻已經綽綽有余，可是老蔣還是不太放心，連著從其他戰區抽調了12個師增援，這樣下來，長沙附近總兵力達到了37個師，約計30萬余人。
自吃了上次會戰電臺密碼被日軍破獲的大虧以后，老蔣此次格外小心，花重金從美國購置了一套全新的密碼，由于保密工作完勝前兩次戰役，所以阿南惟幾并不清楚國軍已經提前在做大戰準備了。
在將孫玉民的十二軍調至株洲、祿口，將王耀武的七十四軍調至衡陽、衡山后，老蔣陸續地調整了其他部隊的駐防：以楊漢誠第20軍守備楊林街、潼溪街、新墻鎮、鹿角之防線以及通城各前進據點；以孫渡第58軍控制于黃岸市附近，并要求他們構筑簡易防線；以戰區直轄第37軍陳沛部暫編五師警備長樂街、伍公市、新市一帶據點，主力60師95師控制于甕江、栗山巷一帶防線；第99軍傅仲芳部警備歸義、營田、湘陰及蘆林潭、沅江一帶江防、湖防，其主力92師控置于三姐橋防線；以蕭之楚第26軍控制于瀏陽、洞陽市、花橋一線，構筑牢固工事；以李玉堂第10軍警備駐防長沙。
按道理說，軍委會的調令電文并不應該讓只是一個小小軍長的孫玉民知道，可在老蔣的授意下，一封封的電文在發給調防部隊的同時，也發給了已經身在株洲的孫玉民，看到老蔣果真按照自己的設想，調整和布署著部隊，他不由得信心大增，對于即將到來的這場戰事的勝利，更多了幾分半握。
就在國軍這邊加緊備戰的同時，阿南惟幾也在做著進攻的準備。
此時的十一軍雖然仍然是日軍唯一的一支野戰部隊，可是所受待遇早已經不是從前相比。
由于日軍大本營按照明治時期以來遺留的傳統，把陸軍戰力的重點，放在了對付蘇聯的北方國境，而實際的目標卻指向著南方，企圖以一部分戰力用于攻取東南亞。因此，現實中的日軍主戰場中國戰線，兵力和實際上的戰力，都沒有充分投到這個主戰場上來。
各種因素的制約，導致擔負著解決中國事變的所謂的“日軍中國派遣軍”，一直為強迫縮減兵力、限制作戰地域、限制兵站等而感到苦惱。雖然“日軍中國派遣軍”司令官畑俊六認為，第11軍在武漢地區存在有很大的價值，但是，第11軍得到的彈藥和兵力補充并沒有得到什么改善，反而卻大為減少，甚至只有1938年武漢會戰的一半，這無疑限制了他們的進攻能力，總數不足十二萬的日軍十一軍主力，此次能被阿南惟幾調用攻擊長沙的，實際上仍只有第三、六和第四十師團，可他們即將面對的是國軍包含著兩大王牌主力，孫玉民的十二軍和王耀武七十四軍在內的中國軍隊三十七個精銳師，足足三十余萬人。