駐守濰縣的日軍是佐佐木到一少將指揮的獨立混成第三旅團。
日軍獨立混成第三旅團在北平編成後就開到了山東，奉原第二軍司令官西尾壽造中將命令，負責清剿膠濟線兩側地區，旅團司令部駐濰縣。
這日軍的編製有點亂，不但常設師團有挽馬制、馱馬制，後來隨著三個聯隊師團出現，還可以分為四單位制師團、三單位制師團。旅團也是這樣，有師團下屬的旅團，還有混成旅團、獨立混成旅團、獨立步兵旅團。搞不清的人往往會把混成旅團當成獨立混成旅團。
日軍混成旅團分兩種情況，一種是為了完成某一作戰任務從骨幹師團中抽調一個旅團或一到三個聯隊或幾個大隊變成，完成任務即歸建。像劉一民在太原附近消滅的察哈爾派遣兵團的第二、第十五混成旅團都屬於這種性質，不過這兩個旅團都魂歸日本，再也不可能歸還原部隊編製了。另一種是非臨時編組的混成旅團，歷史上日軍共編了八個，即一、二、三、四混成旅團和中國駐屯混成旅團、台灣混成旅團、樺太（南庫頁島）混成旅團、仰光混成旅團。這類部隊歷史上只有中國駐屯混成旅團、台灣混成旅團在中國作戰。現在中國駐屯混成旅團已經改編為二十七師團，歷史上台灣混成旅團後來改編為四十八師團。
獨立混成旅團則不同，是獨立的作戰單位，一般由五個步兵大隊組成，再配以工、炮、騎、輜部隊編成，總兵力一般4900人左右。也有個別獨立混成旅團轄6個步兵大隊或兩個聯隊的，像駐守天津的獨立混成第五旅團，雖然只有五個步兵大隊，但都是加強大隊，其它配屬部隊也都是大隊規模的，總兵力高達8280人。
日軍最早是在1934年編成了獨立混成第一旅團和獨立混成第十一旅團。這兩個獨立混成旅團在盧溝橋事變後全部投入了華北戰場。當時獨立混成第一旅團編入察哈爾派遣軍序列，參加了太原會戰，被教導師全殲。獨立混成第十一旅團參加攻佔北平的戰鬥，後駐防大同，被擴編為第二十六師團。歷史上，日軍自1934年組建第一、第十一獨立混成旅團開始，在戰爭期間包括重組、另組等共組建了第一至第一三六獨立混成旅團（內有12個缺號即：四十一、四十二、六十三、六十八、七十四、九十三、九十四、九十九、一0四、一0六、一一0、一一一），其中投入中國關內戰場37個。
當然，由於劉一民的到來，歷史發生了變化，日軍到底還能再組建多少個獨立混成旅團現在都很難說。不過現在華北戰場上已經出現了11個獨立混成旅團。其中，日軍掩耳盜鈴，以為中國人和世界各國不了解其軍事建制，違背了自己部隊全軍覆沒撤銷番號的規矩，號稱原獨立混成第一旅團番號和獨立混成第十一旅團番號同時撤銷，重組了獨立混成第一旅團，接替前往新鄉的二十二師團駐紮邯鄲。獨立混成第二旅團駐防張家口，屬於駐蒙軍序列。獨立混成第三旅團駐濰縣，獨立混成第四旅團被教導師殲滅，獨立混成第五旅團駐天津，獨立混成第六旅團駐莒縣，主力被教五旅消滅，獨立混成第七旅團駐德縣，獨立混成第八、第九旅團駐山西，獨立混成第十旅團駐泰安，被教導師消滅，獨立混成第十三旅團主力曾被教導師殲滅，與83聯隊混編後，又補充部分兵員，現駐泰安。
至於獨立步兵旅團，歷史上也是在1944年初才開始有的編製，總共也就編了14個，全部投入了中國戰場。
佐佐木到一少將指揮獨立混成第三旅團駐守濰縣後，對膠濟線兩側進行了瘋狂清剿，製造了許多慘案。後來，由於日軍集中兵力發動徐州會戰，在魯中南山區掃蕩和駐防的第十六師團全軍南下，第二軍就責成獨立混成第三旅團負責整個魯中地區防務。這下算是把獨立混成第三旅團的部隊給徹底變成了地方守備部隊，除了一個大隊和騎兵隊、工兵隊、炮兵隊、輜重隊駐守濰縣外，其它四個大隊全部分散在各個縣城和交通要道的據點。甚至有的縣城只有一個小隊的鬼子，指揮著偽軍、偽警察，負責一個縣的防務。
濰縣日軍第三師團的情況早已落入了劉一民的眼中。
按照劉一民的設計，魯中戰役分三步走。
第一步，以教四旅主力全力掃除膠濟線以南周村、淄川、博山、萊蕪之間各縣農村交通要道的日偽據點，將鬼子驅趕進各縣城固守；以教三旅、教七旅、教八旅掃除膠濟線以北周村至濰縣之間的日偽據點，將鬼子驅趕回周村、臨淄、益都、昌樂、濰縣、廣饒、壽光等縣城固守。這一步經過兩個多月的努力，已經完全實現。
第二步以八路軍冀中軍區部隊向津浦線北段、平漢線北段日軍發起佯攻，以冀南軍區部隊對平漢路保定至石家莊段日軍發起佯攻，以教六旅對德縣之敵發起佯攻，以魯西警備旅對一0八師團發動佯攻，以泰安支隊、泰西警備旅對泰安之兗州間敵人發起佯攻，以魯西南警備旅對菏澤之敵發起佯攻。教二旅置於魯西警備旅之後，隨時準備殲滅一0八師團反撲魯西警備旅的敵人；教四旅秘密西進，隱蔽待機，隨時準備指揮泰安支隊、泰西警備旅對兗州北上之敵實施伏擊。魯東南支隊主力置於莒縣、日照、諸城交界地區，控制台濰公路，防止日軍由徐州經臨沂向青島或濰縣實施偷襲式增援。第二步的目的就是以四處開花的架勢，迷惑鬼子，使其不容易判斷我軍真實的作戰意圖。
第三步，以特戰一中隊引導教八旅隱蔽進至濰縣外圍，對敵發起突然攻擊，迫敵求救。教一旅、教三旅、教四旅、騎兵旅和旅直部隊組成打援集團，秘密攻佔昌樂縣，在昌樂設伏，準備消滅濟南方向來援之敵。特戰一中隊引導教八旅發起攻擊後，立即東進與教七旅匯合，秘密東返，進至青島外圍地區隱蔽待機，待青島之敵出動後，迅速秘密攻佔青島，偽裝日軍，接應倪華的船隊。
這是原來的設想，現在情況發生了變化，日軍第八師團現在到了泰安，這樣的話，暫時搞不清楚是青島方向的日偽軍先來救援呢還是第八師團先來救援，而且即令是第八師團來救援，也搞不清楚它是走鐵路繞道濟南呢，還是直接沿泰萊公路東進然後北上。這些情況只能等打響後才能摸清楚。
鑒於這種情況，劉一民決定，教一旅、教三旅、教四旅、騎兵旅、和旅直部隊暫時在濰縣外圍待機，待濰縣打響後視敵情變化再做決斷，哪個方向的敵人先到就先打哪個。
5月25日晚上，劉一民下達了魯中戰役作戰命令。
首先打響的是八路軍冀中部隊。
自從冀中大突圍到冀南整訓後，冀中部隊全部實行主力化，一一五師又派了主力三四三旅進入冀中，一邊幫助冀中部隊整訓，一邊擴大部隊。
由於劉一民的到來，改變了紅軍長征史，紅一軍團也越戰越強，紅軍改編時，紅一軍團改編為三旅九團的甲等師，比歷史上的二旅四團人馬多了一倍還多。進入山西戰場後，部隊不斷擴編，成立了好幾個軍分區，不但組建了地方武裝，主力部隊也進一步擴大。往往是旅以下設支隊，支隊轄團，弄得林彪、聶榮臻為了保證主力部隊戰鬥力，不得不嚴格命令，將主力提取出來，用於打硬仗，將新編部隊一律編為軍區和軍分區直屬部隊，邊戰鬥邊訓練。
接到劉一民發起魯中戰役的命令後，三四三旅旅長陳光高興得大叫機會終於來了，馬上就命令早已運動到位的部隊動手。不過，這陳光是我軍名將，胸中自有丘壑。他知道自己這邊開打只是為了配合教導師那邊大打，如果打的過狠了，等日軍緩過勁來，很可能冀中平原就是日軍報復的第一目標。這平原之上，無遮無擋，日軍重兵集團四下合圍的話，恐怕還得再唱一出冀中大突圍，那就丟人了。所以，他把冀中根據地的地方部隊全部動員起來，向平漢線北段、津浦線北段和保大路的日軍發動襲擾戰，三四三旅和冀中軍區主力部隊在地方部隊後面跟進，布設口袋，只要鬼子敢追擊，立馬就再來一個平型關和雁門關伏擊戰。
幾乎是在冀中部隊打響的同時，冀南軍區的部隊也開始行動了。他們的目標是平漢路石家莊至邯鄲段的鬼子守備部隊，用冀南軍區政委宋任窮的話說，就是要全軍區齊動員，把聲勢搞的大一點，讓鬼子知道教導師主力還有一部分在冀南。
還別說，冀南軍區部隊的運氣就是好，他們趕上了一列鬼子二十七師團的運兵列車，直接就把它炸翻了，一千多名鬼子在翻滾的列車中哀號呻吟的時候，八路軍戰士就扭開了車廂門，把成捆的手榴彈扔了進去，順路沒收了他們的機槍、步槍、子彈、手雷和步兵炮、擲彈筒，喜得陳再道不住聲地說，可以再擴編一個團了。
正在魯西的一0八師團，本來已經接到了寺內壽一大將的命令，要他們立即回防濟南。考慮到晚上撤軍，容易遭遇八路軍伏擊，師團長下元熊彌中將就決定部隊連夜做好撤退準備，明日一早回師濟南。不料，就這麼一耽誤，許世友指揮魯西警備旅就粘了上來，整個晚上一0八師團一線陣地上槍聲不斷，弄得士兵們臉上都是灰塌塌的，一點精神都沒有。
到天明