В центре русского фронта стояла 3-я армия Бильдерлинга. Занимая 20-км позицию Халянтай — Шанланцза, 3-я армия имела в своем составе 5-й Сибирский корпус Дембовского, 17-й армейский корпус Волкова и 55-ю дивизию 6-го Сибирского корпуса — всего 68 000 человек, 266 орудий и 10 пулеметов.
1-я армия Линевича была наибольшей по численности и занимала фронт протяжением около 45 км севернее реки Шахэ от Шалапцза до Гаотулинского перевала. В эту армию входили 1-й армейский, 4-й, 2-й и 3-й Сибирские корпуса и Цинхэченский отряд. Общие силы 1-й армии достигали 107 000 человек, 370 орудий и 22 пулеметов.
Обеспечение правого фланга армий возлагалось на конницу Мищенко, сосредоточенную в районе Убаньюлу. Левый фланг охранялся отрядом Маслова у Синцзинтина. 16-й корпус Топорнина (25-я и 41-я дивизии) и 72-я дивизия 6-го Сибирского корпуса — всего 40 000 человек и 144 орудия — расположены были в районе Батайпу и угольного разъезда, составляя резерв главнокомандующего.
Таким образом, три русских армии растянулись по фронту, имея различную плотность боевого порядка: в то время как плотность боевого порядка 2-й армии достигала 3700 человек и 16 орудий на 1 км, 1-я армия имела на 1 км 2140 человек и 7 орудий; 3-я армия имела среднюю плотность — 3400 человек и 13 орудий.
Находясь под впечатлением охватывающих действий противника, Куропаткин растянул свои войска кордоном, стремясь захватить более широкий фронт как средство к воспрепятствованию обходным движениям японцев, утрачивая в то же время возможность быстрых перегруппировок в случае необходимости.
Силы японцев возросли в связи с прибытием армии Ноги, а также пополнений из Японии, и перед началом Мукденской операции достигали 270 000 человек, 1062 орудий и 200 пулеметов.
Японцы располагались против русского фронта в предвидении двустороннего охвата своего противника в предстоящем наступлении.
На правом фланге японского фронта стояла вновь сформированная неожиданно для русских 5-я армия Кавамуры, объединившая 11-ю дивизию, переброшенную сюда из 3-й армии Ноги, и одну резервную дивизию. Сосредоточенная у Цзянчана 5-я армия силой около 30 000 человек и 84 орудий составляла уступ за правым флангом 1-й армии Куроки, которая располагалась на фронте Уйнюнин — Хэшэгоу в составе 2-й, 12-й и гвардейской дивизий и двух резервных бригад, насчитывал около 60 000 человек и 170 орудий. Левее 1-й армии до Линшинпу тянулась человек армия Нодзу в составе 10-й и 6-й дивизий и трех резервных бригад общей силой до 50 000 человек и 204 орудий. На фронте от Линшинпу до реки Хуньхэ располагалась 2-я армия Оку, в состав которой вошли 4-я, 5-я и 8-я дивизии и усиленная резервная бригада Тамиоко — всего около 50 000 человек и 200 орудий.
Уступом за левым флангом 2-й армии в районе Сяобейхэ — Тасалин скрытно сосредоточилась 3-я армия Ноги из 1-й, 7-й и 9-й дивизий и одной резервной бригады, составляя около 50 000 человек и 268 орудий. Левый фланг 3-й армии прикрывался 2-й кавалерийской бригадой Тамуры, заменившего Кагата.
В районе Шилихэ — станция Яптай сосредоточен был резерв Ойямы — 3-я дивизия и 3-я резервная бригада, всего около 30 000 человек.
Плотность расположения японских войск на фронте длиной 110 км — 2450 человек и 9 1/2 орудий на 1 км — превышала плотность общего фронта русских, растянувшихся на 150 км и имевших 2200 человек и 8 1/2 орудий на 1 км.
Если кордонное расположение русских войск отражало пассивно-оборонительную идею русского командования с полным отказом от сосредоточения, которое не приводило к победам в предшествующих боях, то группировка японцев отражала идею охвата главной группировки русских, что являлось лейтмотивом оперативного искусства японского командования на всем протяжении войны.
Наступательный план Ойямы
Еще до подхода 3-й армии Ноги и прибытия новых формирований из Японии через Корею Ойяма подготавливался в наступлению.
Личный свидетель торжества Мольтке под Седаном, Ойяма готовил русским окружение. Вытянутый фронт русских армий подсказывал мысль о возможности путем наступления 5-й армии в охват левого фланга русских в Фушунском направлении привлечь сюда резервы русского главнокомандующего, а это обстоятельство, в свою очередь, облегчало удар против правого фланга русских, где успех мог быть достигнут раньше, чем сюда вновь будет переброшен резерв. После отвлечения внимания русских к левому флангу японский план предусматривал выдвижение армии Ноги в обход правого фланга русского расположения для выхода на сообщения своего противника. В дальнейшем предполагалось соединение армий Ноги и Кавамуры в тылу русских.