實際情況是，日軍自3月底4月初即已著手制訂“一號作戰”之湘桂戰役的作戰計劃。日軍大本營鑒于其在太平洋戰場日趨不利的局面，企望通過在中國大陸的作戰來鼓舞日本國民的士氣。據稱日軍“大本營極端期待此次將成為今年最出色的作戰”。為此，日軍準備投入150個大隊的兵力，比1938年進攻武漢時的140個大隊的兵力更大。這些兵員中確有很多是只經過短期訓練、缺乏實戰經驗的新編兵團，因過去熟悉對華作戰的、具有較強戰斗力的兵團大部分已被抽調赴太平洋和東南亞戰場。但日軍用了近兩個月的時間作了反復、周密的策劃和充分的作戰準備。作戰方案不僅包括總體作戰計劃的擬訂，而且具體到每一戰斗的方案細則的制訂，包括兵力配置、作戰進度、后方兵站、警備以及氣候與地理環境等，均作了周詳的考慮和部署。

相比之下，重慶方面雖知道日軍在鄂南、湘北方面加緊調兵遣將，預料日軍將要進犯粵漢路，但軍令部對日軍的攻勢規模和作戰部署沒有進行充分的分析研究。蔣介石于5月中旬指示第九戰區和第七戰區司令長官積極準備，但只下達了一個簡單的、提示性的手令，并未從其他戰區抽調兵力，顯然對日軍即將發動的強大攻勢估計不足。而負責制訂作戰計劃的軍令部亦未擬具出詳細具體的應對方案。直至會戰打響十余日之后，軍令部才擬出一個作戰指導大綱來。駐守湖南的第九戰區司令長官薛岳以為日軍在前三次長沙戰役接連受挫以后（第一次長沙會戰：1939年9~10月；第二次長沙會戰：1941年9~10月；第三次長沙會戰：1941年12月~1942年1月。）一時不敢再謀取長沙，再則以為日軍兵力因抽調太平洋和東南亞戰場，在中國大陸力量薄弱，加之時值雨季，氣候和湖南的地形不利于日軍機械化部隊作戰，故而疏于防范。

5月26日，亦即日軍發動湖南會戰的當天，日軍參謀總長東條英機向天皇上奏作戰情況說：“隨著我軍作戰準備的進展，敵方估計我將在岳州（今岳陽）、常德、宜昌以及浙贛地區，也發動進攻，因而試圖加強各個陣地，但其原有兵力分散各方，未能認真采取對策。對于我方的進攻，尚未看到敵人從其它方面集中兵力的情況。據觀察，目前敵方雖擔心我今后作戰將發展成大規模的進攻，但對我方的作戰設想尚未能做出準確判斷。”

重慶軍事當局雖不像東條英機分析的那樣沒有覺察出日軍的主攻方向，但低估了日軍的作戰能力和野心，因而未能采取積極的對策和進行充分的作戰準備。