Всего Манчжурская армия к началу операции насчитывала около 160 000 человек боевого состава и 592 орудия и располагалась на фронте в 75 км, что давало среднюю плотность обороны около 2130 человек и 8 орудий на 1 км. Как видно из группировки армий, плотность боевого порядка на фронте Зарубаева превышала плотность боевого порядка на фронте Бильдерлинга ввиду ожидавшегося главного удара японцев с юга. В дальнейшем боевой фронт русских усилился за счет 5-го Сибирского корпуса. Японцы располагались на достигнутых ими в последнем бою позициях. Армия Куроки силой 45 000 человек и 130 орудий занимала Юшулин-Тхавуанскую позицию, создавая угрозу левому флангу русского расположения. Уступом за правым флангом позиции у Сихэяна стояла резервная бригада Умесавы, прикрывая Куроки со стороны Бенсиху. По левому берегу Удохедзы растянулись 80 000 человек и 328 орудий армий Нодзу и Оку, имея охранение на правом берегу этой реки. Общая численность всех японских армий достигала 125 000 человек и 484 орудий, причем силы японцев на протяжении операции под Ляояном также увеличивались за счет прибывающих укомплектований.
Пятидесятикилометровый промежуток между армиями Куроки и Нодзу охранялся небольшим отрядом в Тыашеньтуне. Таким образом, группа Бильдерлинга превосходила в силах армию Куроки, в то время как Зарубаев имел против себя превосходные силы японцев. Соотношение сил на театре войны сложилось в пользу русских. Накапливание японских сил на Манчжурском театре протекало медленно. Расчет японцев на скорое падение Порт-Артура и освобождение армии Ноги не оправдался. С переброской в Манчжурию 8-й дивизии, остававшейся в Японии, не торопились: окончательного господства на море японцы еще за собой не признавали.
Если численное превосходство перед Ляоянской операцией было на стороне русских, то выгодность группировки сил была, несомненно, на стороне японцев, давая последним возможность развития операции концентрическим наступлением с юга и востока. Японский тыл вполне обеспечивался расширенным базированием, в то время как русские были прикованы к единственной железнодорожной магистрали, которой с востока угрожала армия Куроки.
По соображениям японского командования моральное превосходство и охватывающая группировка при пассивно оборонительных тенденциях русского командования должны были возместить сравнительную численную слабость японцев.
Ляоянская операция протекала на местности, которая в своей восточной части представляла труднодоступную гористую поверхность, пересеченную долинами и горами с крутыми склонами, обращенными на восток. По мере протяжения на запад местность южнее и севернее реки Тайцзыхэ все более приобретала характер равнины, пересекаемой лишь небольшими группами холмов. В 8-9 км к югу от Ляояна горы пролегали полуокружностью, прикрывая доступ к городу.
Айсандзянская позиция являлась надежным препятствием на путях Нодзу и Оку. Позиция была достаточно укреплена, имела хороший обзор и обстрел. Обход ее с востока затруднялся труднодоступной гористой местностью. Оставалась лишь возможность ближнего охвата ее со стороны Мяотай. Правый фланг обеспечивался близостью границы нейтрального Китая и узостью полосы, не допускавшей движения крупных сил.
Ляньдясаньская позиция имела удобные для противника подступы и легко могла быть охвачена. С севера к этой позиции примыкала несколько лучше укрепленная Анпилинская позиция. Эта позиция не имела обстрела, и впереди лежащая местность давала возможность скрытого подхода. Пересекающая позицию река Танхэ затрудняла связь по фронту. Обе позиции Восточного отряда имели только по одному пути отступления к Ляояну. Описанные три позиции, представляя дугу протяжением около 75 км, составляли первую линию обороны Манчжурской армии, хотя мало были связаны между собой по фронту вследствие гористого характера местности.
На эти позиции Куропаткин смотрел как на “арьергардные”, не доверяя возможности удержаться на них и бороться с энергичным противником. Второй рубеж обороны составляла позиция, названная Куропаткиным “передовой”. Пролегая по высотам, начиная от линии железной дороги до реки Тайцэыхэ на протяжении 22 км, эта позиция представляла три очага обороны: Маетуньская, Цофаптуньская и Кавлицуньская позиции. Если первая из них имела довольно хороший обстрел, то остальные изобиловали мертвыми пространствами и удобными подступами со стороны противника. Серьезных укреплений вторая линия обороны также не имела. Инженерные работы ограничились возведением окопов неполного профиля, расчисткой обстрела на 300-600 шагов и устройством некоторых искусственных препятствий. На обратных скатах высот были устроены орудийные окопы с расчетом на стрельбу с закрытых позиций.