当时保卫武汉的军事部署是这样的：第一部分是守黄河的，第一战区用一部分兵力防守黄河及在豫东、鲁西和豫北游击，把主力用在确山、汜水之线。置重点于禹县附近，相机转移攻势，并用一部分兵力在前方诸要点迟滞敌人;但须另有一部分兵力集结在泌阳附近，作为战区预备队。

　　第二部分是阻敌西进的，第五战区在逐次抵抗后，淮北兵团集结在商城附近，准备侧击向西南突进的敌人;淮南兵团派一部分兵力集结在舒城、桐城、霍山、六安等地，阻止向西进入的敌人。派一部分兵力固守安庆、无为、庐江等地，准备侧击沿长江西进的敌人。无论情况如何变化，均须确保大别山根据地和苏北，并向津浦路南段游击。

　　第三部分是江防的，第三战区应速整备江防。尤其在东流和马当间备战，阻止敌人登陆，或援助安庆方面的战事。派地方团队及民夫在杭甬与浙赣两铁路、杭徽及京赣各公路附近构筑工事，同时在上述各交通线上集结适当兵力，随机攻击敌人。

　　第四部分是城防的，武汉卫戍总司令部把主力放在广济、平靖关之线的主阵地上，置重点于武胜关、麻城和广济各公路附近，相机转移攻势。并派一部分兵力在信阳、罗山、宿松各要点与第五战区协力消耗敌人。第一兵团总司令薛岳部的六个师担任江防，置重兵于马当，逼迫敌人的主力在鄱阳湖以东作战。武汉城防用八个师。

　　第五部分是守平汉路的，豫鄂边区总司令汤恩伯部在随县、襄樊、南阳间地区集结，准备侧击由平汉路南下的敌人，帮助武汉卫戍总司令部作战。敌人如由陇海路南向西或向西南突进时，则派有力的部队协助第一战区作战。

　　此外，空军集中在汉口及南昌机场，昼夜轰炸长江中的敌舰，并袭南京、芜湖、安庆一带沿江的日军飞机场。海军防守马当、湖口、田家镇、葛店等沿江要塞。

　　适时布放机雷与漂雷，防止敌舰西进。当时，中国从海外买到飞机100余架，炮(轻榴弹炮、野炮、高射炮、战车防御炮)100余门，正在庐山、幕阜山、大别山各要隘及武汉附近构筑纵深工事。当时，日军纠集12个师团，配合海军陆战队及飞机500余架，分四路进犯武汉。其在江南者，一路沿南浔路南进，一路沿瑞武路西进;其在江北者。

　　一路沿长江北岸迳扑汉口，一路沿大别山北麓，进犯信阳，另以舰队溯江而上，到处登陆。冀以外线作战态势，实行包围歼灭中国军队。自6月12日日军攻陷安庆至10月25日武汉失守，蒋介石一直驻守武汉，亲自指挥。其间，前线将领随时向蒋介石电告战况，蒋介石则常常亲自电令部署战斗。

　　开战后不久，蒋介石先将作战地区作了重新调整。7月13日他下令将长江北岸改属第五战区，武汉及长江以南属第九战区。会战期间，蒋介石还不时召集高级将领，发表谈话，强调武汉保卫战的重要意义，鼓励将士们奋勇抗战。

　　7月31日，蒋介石召开保卫武汉的各部队官长会议，在会上作了长篇训话。一开张，他就说：“此次保卫武汉的战役，乃是我们国家前途和整个抗战局势最重要最紧急的关头，其成败得失，内则关系我抗战前途和国家民族的安危，外则足以影响国际的局势，实在是关系重大的一件大事。”

　　蒋介石认为所以要保卫武汉，第一，“武汉居长江上游，为天下之中，无论我们要控制东南和华北敌人，规复已失的领土，或保持内部与西北的联络，巩固后方的安全，我们都必须保卫武汉，固守武汉”。第二，武汉为“全国交通的总枢”，为确保南北两战场的联系，便于兵员、弹械、粮秣的接应和兵力指挥运用灵活起见，必须保卫武汉，固守武汉。第三，武汉为“全国军事政治经济文化的中心”.