日军的行动自然瞒不过国军方面，先不说这么大规模的兵力调动本身就动静不小，单单国民政府的军统局的情报侦察能力就不是吹出来的。
早在4月下旬，国军便侦知日军的这次作战计划，并对此进行了准备，向浙、赣地区增调部队，同时在浙、赣线的纵深地区，建立主防御地带，收拢部队加强正面的重点防守，破坏交通、改造地形。
军委会先是令在鄱阳湖以东沿长江南岸之漳田渡、永丰、嵊县、宁海这一线的部队，有些加紧构筑工事，破坏敌可能利用的道路，增设水下障碍。
有些地区收拢部队，准备在金华、兰溪地区组织重点防御。
同时将第3战区的主力丁治磐第26军、王耀武的74军部署于浙、赣路东段的衢州附近，施忠诚的第100军部署于浙、赣路西段的弋阳附近。
又令薛岳的第9战区，准备以3个军的兵力至赣东地区，策应第3战区作战。
此时大家都知道，这一仗的重心是在浙赣地区，自然是要以第3战区唱主角，因此军委会严令第三战区积极备战。
而第三战区也不敢怠慢，制定反击计划，根据双方的实力和态势制定了作战方针，就是以最小限度的兵力，配置于浙、赣路西段，进行持久抵抗。
然后集中主力于浙、赣路东段，利用既设阵地、持久抵抗，并竭力袭扰敌军后方，迟滞牵制敌人，特别在金华、兰溪，要预筑坚固阵地竭力抵抗，最后在衢州附近与敌决战。
为此，第三战区长官司令部命令第25集团军担任浙江南部地区作战，总司令部位于缙云。第10集团军担任钱塘江南岸之布战及金华、兰溪的守备，总司令部位于金华。第32集团军担任钱塘江北岸的作战，总司令部位于淳安。
第100军担任浙、赣路西段之作战，司令部位于弋阳。将战斗力最强的第26军、第74军布置于衢州地区。
又将第23集团军警备宁国、贵池、都昌一线，并进行游击和布雷，以阻止敌在长江中的运输。另须抽出两个师，转用于寿昌及鹰潭，准备参加浙、赣路作战，总司令部位于徽州。
第3战区将主力4个集团军作扇形、等距部署于徽州、淳安、金华、缙云一线以东的正面，准备抗击敌第13军的进攻。
同时以1个军，部署于浙、赣路的西段，以3个军位于衢州地区。
其作战意图为：开始进行节节抵抗，逐渐消耗、疲惫敌人，当敌军到达衢州附近时与其决战。
5月11日，日军第13军在杭州开设了指挥所，其部队除小薗江邦雄的混成旅团因从大同出发距离较远而未到达外，均于5月13日进入到预定的作战出发地。
并按预定的作战时间，于5月15日先后发起进攻。
位于奉化的内田孝行第70师团，于5月14日夜间，首先向西发起对暂9军暂编第35师的攻击。
接着位于上虞及东关的大城户三治第22师团于5月15日晨，沿曹娥江向南对当面第88军的新编第30师、32师发起进攻。
由于敌这两个师团指向嵊县以南地区，守军经抵抗后向南撤退，敌22师团于17日晚，到达了嵊县西南的长乐。
位于绍兴的河野毅混成旅团，于5月15日傍晚向西南对88军的新编第21师发起攻击，经枫桥于17日傍晚到达了诸暨以东附近。
位于萧山的酒井直次第15师团，于5月15日的夜间沿铁道向南对88军的部队发起攻击，在渡浦阳江时，遭到强烈的抵抗，伤亡较大，于17日到达了诸暨的西北方附近，与河野旅团形成对诸譬的钳形进攻态势。
位于富阳西北地区的武内俊二郎第116师团，及原田次郎的混成旅团，于5月16日晨向28军的192师发起进攻，17日傍晚前进至新登，这个师团是进攻部队中行动最慢的。
位于富阳地区的井出铁藏第32师团，于5月17日14点出发，沿着第116师团的尾后前进。
从5月15日开始，日军在东起奉化、西至富阳约150公里的正面发起了进攻，以多路分进合击的战术，攻向衢州。
与此同时，其空军直接支援战场进行攻击、轰炸，掩护其地面部队向前进攻，并侦察第3战区的部队调动和撤退情况。
在战斗紧张的5月18日，日军参谋次长田边中将从国内飞抵杭州，了解战况，并指示泽田的第13军：本作战结束后，须确保金华以东的占领地区，而本作战最希望获得的物资是萤石和铁道器材。
这一天，第13军指挥所由杭州前移至当日被其占领的诸暨，泽田茂因需在杭州陪同田边中将并向其汇报，故未随同机关前进。
在途中，其专用的汽船溯钱塘江由闻堰左转进入到浦阳江的义桥一带时，被第3战区布放的水雷炸沉，炸死军官及警卫兵11人，另有不少负伤，泽田茂因留在杭州才得以幸免。
5月19日，中国派遣军司令官畑俊六，于午后飞抵杭州，了解战况和视察战场。
先在机场听取了第1飞行团长今西六郎关于对战场进行空中侦察和攻击轰炸情况的汇报，接着至13军司令部，听取了13军司令官泽田茂、参谋长唐川安夫关于各路部队作战进展情况的报告后，畑俊六特别提出两点。
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