5月上旬，日军的战略企图日趋明朗。6日，蒋介石致电驻守湖南的第九战区司令长官薛岳：“由赣北直攻株洲与衡阳之情报甚多，务希特别注意与积极构筑据点工事，限期完成，以防万一为要。”7日，军令部和徐永昌获悉，此次日军南犯部队，前后共准备10个师团。这一情报是准确的。14日，蒋介石再次致电第九战区司令长官薛岳，明确指示：“敌军打通平汉线以后，必继续向粤汉路进攻，企图打通南北交通，以增强其战略上之优势，务希积极准备。”同日，蒋介石还致电驻守广东的第七战区司令长官余汉谋，指示敌人企图打通粤汉路，其发动之期将不在远，敌将在广州大举增援，务希积极准备。15日，军令部第一厅着手研究日军侵犯粤汉路及湘桂路的防范方案。28日，蒋介石召集军事会报，研讨对湘鄂及全国军事计划，认为“敌寇在湘北与鄂西分别进犯，共集中9个师团以上兵力，其必欲打通粤汉路，乃为预料之事，盖以兵力而论，或可达其目的，但以地理与空军及运输而论，当不能如其预计之易，吾人亦惟有针对敌之缺陷，着手抵抗，以冀补我兵力之不足也。”国军最高当局已初步揣测了日军“一号作战”的战略要图。
进入5月以来，军令部收到各方有关日军向武汉和鄂南、湘北大量调集兵力，即将进犯粤汉路的情报。军令部第二厅将各方情报整理分析后认为，自3月中旬至5月中旬，日军由长江下游上运的兵力约12万，由上游下运的兵力5万~6万，两相加减，武汉方面日军增加兵力6万~7万，计约3个师团。但徐永昌对日军的进攻能力仍估计不足。5月19日，徐永昌在回答蒋介石“豫战之后敌人的动向如何”之咨询时，认为日军无持久进攻力，其部队亦多为杂凑。
实际情况是，日军自3月底4月初即已着手制订“一号作战”之湘桂战役的作战计划。日军大本营鉴于其在太平洋战场日趋不利的局面，企望通过在中国大陆的作战来鼓舞日本国民的士气。据称日军“大本营极端期待此次将成为今年最出色的作战”。为此，日军准备投入150个大队的兵力，比1938年进攻武汉时的140个大队的兵力更大。这些兵员中确有很多是只经过短期训练、缺乏实战经验的新编兵团，因过去熟悉对华作战的、具有较强战斗力的兵团大部分已被抽调赴太平洋和东南亚战场。但日军用了近两个月的时间作了反复、周密的策划和充分的作战准备。作战方案不仅包括总体作战计划的拟订，而且具体到每一战斗的方案细则的制订，包括兵力配置、作战进度、后方兵站、警备以及气候与地理环境等，均作了周详的考虑和部署。
相比之下，重庆方面虽知道日军在鄂南、湘北方面加紧调兵遣将，预料日军将要进犯粤汉路，但军令部对日军的攻势规模和作战部署没有进行充分的分析研究。蒋介石于5月中旬指示第九战区和第七战区司令长官积极准备，但只下达了一个简单的、提示性的手令，并未从其他战区抽调兵力，显然对日军即将发动的强大攻势估计不足。而负责制订作战计划的军令部亦未拟具出详细具体的应对方案。直至会战打响十余日之后，军令部才拟出一个作战指导大纲来。驻守湖南的第九战区司令长官薛岳以为日军在前三次长沙战役接连受挫以后（第一次长沙会战：1939年9~10月；第二次长沙会战：1941年9~10月；第三次长沙会战：1941年12月~1942年1月。）一时不敢再谋取长沙，再则以为日军兵力因抽调太平洋和东南亚战场，在中国大陆力量薄弱，加之时值雨季，气候和湖南的地形不利于日军机械化部队作战，故而疏于防范。
5月26日，亦即日军发动湖南会战的当天，日军参谋总长东条英机向天皇上奏作战情况说：“随着我军作战准备的进展，敌方估计我将在岳州（今岳阳）、常德、宜昌以及浙赣地区，也发动进攻，因而试图加强各个阵地，但其原有兵力分散各方，未能认真采取对策。对于我方的进攻，尚未看到敌人从其它方面集中兵力的情况。据观察，目前敌方虽担心我今后作战将发展成大规模的进攻，但对我方的作战设想尚未能做出准确判断。”
重庆军事当局虽不像东条英机分析的那样没有觉察出日军的主攻方向，但低估了日军的作战能力和野心，因而未能采取积极的对策和进行充分的作战准备。
二 战略部署
1944年5月26、27日，日军第十一军各部队兵分三路向鄂南、湘北之国军发起攻势，揭开湖南会战之序幕。
会战伊始，重庆军事委员会内部在战略指导方针上存有分歧，主要有两派主张：一派认为粤汉路势必失守，不如主动放弃，退守湘桂路，在湘桂边区或广西桂林与日军展开决战；另一派则主张在粤汉路沿线及两翼组织抵抗，以狙击日军的野心和消耗其有生力量。前者以副参谋总长白崇禧为代表，后者以军令部长徐永昌为代表。
28日，重庆军事委员会举行最高幕僚会议，军令部长徐永昌在会上报告鄂南敌情，认为“此番最显著之迹象，敌军质的方面虽不见甚精良，而量则普遍俱有增加，中国战场（除滇西、滇南外）现约有敌军34个师团，为武汉会战以后之最高峰。而以此次北战场战役观之，我指挥与战斗能力均见减低，此层至堪忧虑。”蒋介石对徐永昌的分析表示认同。次日，军委会最高幕僚会议继续讨论湘鄂战局。据徐永昌日记，与会诸人“咸认粤汉线势且必失，多主张于湘桂线准备，并以北战场反攻为不可能，与其徒作牺牲，不若抽撤整理”。徐永昌独排众议，认为湘桂路地形易攻难守，应先于粤汉路部署抵抗和苦斗；北战场方面，仍须积极反攻，否则节节败退，抗战前途实堪忧虑。徐永昌日记载：“余气极发言，诸人皆无语。”
