中国军队集中了优势兵力，作战部署严密。“1号作战”后，国民党惧怕日军进攻内地，规定“今后的作战方针是防备日军向常德芷江、贵阳方面进攻”，所以在各要冲都构筑了工事。由于此次会战，从时间、地区和双方动员兵力来看，关系到中国抗战成败，故国民党政府表示，“绝对不像过去一样，使日军有所幸获，并且一再向官兵强调，这一仗只能打胜，不能打败。为了打好这一仗，国民党政府调集23个师，集结优势兵力和装备使用于该战区。在作战指导思想上，国民党政府采取了“攻势防御”的作战方针，即先守后攻。守是为了消耗敌军有生力量，攻是为了进一步歼灭敌人全部或大部有生力量。按照此种方针，具体会战可分两个阶段：
第一期作战，第一线兵团各军密切配合空军轰炸，充分利用既设阵地和有利地形，发扬国军优势装备与火力，必要时使用第二梯队兵力对敌进行猛烈反冲击，相互配合作战，节节消耗和杀伤敌人有生力量。
第二期作战，预期当面之敌已受到最大伤亡和进攻受挫时，国军第二线兵团及时进出有利地区，断然采取攻势，配合第一期作战，将进入雪峰山深谷之敌军包围就歼。在战术上，中国军队采取了“诱敌深入”的方针，即集中步兵炮和火箭在公路两侧，多准备数道阵地，每一阵地达到预定目的就相机转移，不硬拼消耗。 雪峰山战役得到了湘省各界在人力、物力上的全力支持，特别是获得了共产党领导的抗日游击队的密切配合。1944年8月邵阳沦陷后，共产党员尹如圭在邵阳县太一乡（今属邵东县）建立了一支抗日游击队，在衡阳、湘乡、邵阳边境一带袭击日军，开展游击战争。如曾在黄龙大山的一次袭击中毙敌30余人，游击队也发展到300多人。武冈县平镇乡（今属洞口）共产党员萧健所领导的抗日自卫队，在雪峰山战役中，多次配合国民党军队对日军作战。1945年5月，萧健所率领的抗日自卫队参加王耀武部夹击三角坳日军主阵地，有力地协助了国民党正规部队，共同毙敌1000余人。
美国空军第14航空队第68飞行联队，中美空军混合团第1大队（轰炸机队），第5大队（战斗机队）和中国空军第4大队驻扎芷江机场，夺取该地区制空权，有力地支持正面战场。
