驻守京山主力的日军部队是第39师团231联队，联队长：小野正雄大佐，41岁，老牌侵华军官，参与过淞沪会战、武汉会战，作战凶狠狡诈，擅长依托城防工事固守，惯用毒气手雷反击步兵冲锋。
联队参谋长：松本健一中佐
副官：渡边小次郎少尉
联队战前满编兵力3176人，经过豫湘桂会战连续血战，一线战斗兵员缺员32%，实际具备作战能力日军兵力仅2160人；城内协防伪军：湖北警备第3整编师，总兵力5400人，伪军师长为张怀安，无自主指挥权，全程受日军宪兵小队监视。
城内分区驻防详情：
城西主城墙防御区：日军第1步兵中队，兵力426人，中队长铃木健太中尉，配置4挺九二式重机枪、12门八九式掷弹筒，构建正面密集火力网，为全城核心防御支点；
城南护城河沿岸防御区：日军第2步兵中队，兵力418人，中队长高桥野中尉，沿河修建11座连体暗堡，形成无死角交叉火力，彻底封锁河面所有渡河路线；
城东城门主楼防御区：日军第3步兵中队，兵力422人，中队长斋藤广中尉，城门主楼固定部署2门75毫米野战炮，扼守城东唯一进出主干道；
城北外围村镇防御区：全部交由伪军第1团驻守，日军单独派遣一支42人督战小队，小队长黑田一伍长，但凡发现伪军士兵后退、溃逃，无需上报，直接当场开枪射杀；
县城中心县衙地下坑道：日军联队核心指挥部，驻扎第4预备队步兵中队，坑道内部囤积200枚催泪毒气手雷、糜烂性毒气手雷，同时储备足量弹药与粮食，小野正雄打算依托地下坑道死守至少15天，等待外围援兵。
第五十六集团军总司令方绍魁站在巨大军用地图前，指尖一遍遍划过京山四座城门与外围工事，仔细核对完整侦察情报，片刻之后，当场敲定分团攻坚执行表，同时额外标注每一个主力师到步兵团专属伤员临时收容区域，规划3条避开日军火力覆盖的伤员后送安全通道，最大限度降低步兵冲锋阶段的官兵伤亡。
西线第56集团军新编第16军承担首攻京山任务，军长孙明瑾划定攻坚序列，以222师、223师为主攻部队，224师为城外接应预备队，配属集团军直属工兵团、重炮师第2团协同作战。
1月14日凌晨2点，新编16军直属侦察营营长赵刚带4支便衣小队潜伏京山外围36小时，摸清日军第39师团231联队布防。日军联
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