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大别山位于鄂豫皖的边境，其北麓的霍山、金寨、商城一线以南全是险峻的山区，以北则逐渐变为丘陵地带。自六安经固始、潢川、罗山至信阳的公路，就处于这一丘陵地带之中。
在武汉会战刚开始时（6月22日），第五战区司令长官李宗仁在东湖疗养院上书蒋介石。他认为日军兵力有限，只能依靠海、空优势配合，以沿长江进攻为主。因此他建议：“应充分采用内线作战原则，迅速集中绝对优势兵力，先于太湖、宿松、英山、广济间狭隘地区，将溯江西进之敌聚而歼之，然后转移兵力，各个击破。”他反对处处设防，逐次使用兵力。
第五战区代长官白崇也认为，日军主攻方向为沿长江两岸西进，大别山北麓为次要方向。
据此判断，第五战区兵力部署重点于沿长江右翼，即以其广西部队四个军12个师部署于沿江防线，阻击溯江西犯日军第3、第6师团。防守大别山北麓的部署是：第77军守霍山，第51军守六安，第71军守商城、固始，第27军团（第59军、骑兵旅）守信阳；第2集团军（第30军、第42军）控置于麻城、商城间。
但在两天之后，即6月24日，第五战区从战俘口供和缴获文件中获悉，日军作战计划与李宗仁的判断不尽相同：（1）由蒙城进攻阜阳，趋新蔡、汝南，南犯确山；（2）由正阳关犯霍邱，趋固始、汝南、光山，犯信阳；（3）由合肥犯六安，越叶家集、南城；（4）由安庆犯潜山、太湖，趋黄梅、广济。据此情报，第五战区再次调整了南北两线的作战部署。
8月22日，日军第2军接到“华中派遣军”作战令：以其主力沿大别山北麓攻占信阳，再沿平汉路南下进攻武汉；以一部横越大别山，策应军主力及第11军的作战。
按照命令东久迩宫制订了第2军作战方案：以第10师团、第3师团击溃当面六安、叶集、黎集一带的中**队，沿六信公路经固始、潢川、罗山攻占信阳，切断平汉铁路，尔后沿平汉路及其以西的应山、安陆、云梦、汉川向汉口西南长江北岸迂回，配合第6、第13、第16师团攻占武汉；第13、第16师团从六安、叶集攻占商城、新县地区，尔后转南经沙窝、小界岭及其两侧地区横越大别山，从黄土岗、麻城、宋埠进出至黄陂地区，协同第11军的第6师团攻占汉口。
此时，日军第2军集结于合肥的部队，仅有第10和第13两个师团，第3和第16师团尚未到达。按照“华中派遣军”规定日期，于8月27日开始行动。
8月27日，日军“华中派遣军”第2军从合肥大举西犯，妄图先消灭大别山北麓中**队，然后以其主力经商城、信阳，突破大别山，会师武汉。
防守大别山北麓部队，是第五战区孙连仲第3兵团。该兵团所属部队有：
第2集团军孙连仲部（辖第30师、第31师）；第42军冯安祁部（辖第27师、独立第44旅）；第5集团军于学忠部（辖第51军第113师、第114师）；第27军团张自忠部（辖第38师、第180师、骑兵第2旅、骑兵第13旅）；第19军团冯治安部（辖第77军第37师、第132师）；第26集团军徐源泉部（辖第10军第41师、第48师）；第45军陈鼎勋部（辖第124师、第125师）；第71军宋希濂部（辖第87师、第88师、第36师、第61师）。共17个师、一个独立步兵旅、两个骑兵旅。
8月28日，日军第13师团攻陷广安；29日攻陷霍山；30日攻陷独山镇及杨柳店。
孙连仲赶到商城，重新调整部署，于9月1日下达命令：第77军占领黑石渡至齐头山之侧面阵地；第51军占领自齐头山（不含）至开顺街之侧面阵地；第71军以一师占领富金山、下板桥之线，其余集结于武庙集、殷家集以北地区，并与第59军联络，但守备固始的一师，待第59军到达后归还建制；第59军速派一师进守固始，分一部进占南大桥，其余集结于潢川附近；第2集团军以一部进驻商城，其余在小界岭、府城间集结，为兵团预备队。