武汉会战前夕，在大别山方向上担任进攻任务的日军第二军，至少从两个方面已判断出中国军队对这一方向的忽视：

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一是“大别山北麓方面之敌陆续向扬子江方面转移。据观察，北麓方面之敌的兵力有继续显著减少之现象”。

二是“六安和霍山以东的各条道路虽被敌破坏，但该地以西的道路至今未被破坏”。

因此，日军“第二军根据以上情况，为了不给敌人破坏六安及霍山以西道路的机会，乃变更原计划，急速（八月下旬）开始行动，从现在线上（庐州地区）一举进入光州——商城一线，而后准备向信阳方面及汉口以北地区作战”。

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七月下旬，日军第二军所辖部队开始向庐州地区集结：第十师团从河南永城南下，在蚌埠附近渡过淮河，“经过难走的道路”集结庐州；第十六师团从开封经陇海线东移，再由津浦线南下，渡过淮河，集结庐州；第三师团从南京长江对岸的浦口北上，集结庐州。而炮兵、辎重兵则被从青岛水运至安庆，然后“陆地行军开向庐州地区”。

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八月二十日，第二军下达基干部队组成概要以及指挥官名单：军司令官东久迩宫稔彦王中将，下辖藤田进中将的第三师团、筱塚义男中将的第十师团、荻洲立兵中将的第十三师团、藤江惠辅中将的第十六师团、内山英太郎少将的野战重炮兵第五旅团，以及包括独立山炮、高射炮、探照灯、工兵、通信、运输和野战医院等在内的直属部队。

日军华中派遣军的命令是：第二军主力沿大别山北麓攻占河南信阳，然后沿平汉路南下进攻武汉；另外一部横越大别山南下向长江边靠近，策应于长江北岸作战的第十一军。根据命令，第二军制订的作战方案是：以第十师团和第三师团沿安徽六安至河南信阳的公路向西占领信阳，然后沿平汉路南下攻占武汉北部；第十三和第十六师团从六安出发，向西攻占河南商城一线，然后横越大别山，向南攻取湖北麻城、黄陂，协同第十一军的第六师团攻占汉口。