1943年是世界反法西斯戰爭發生轉折的一年，盟軍已開始進行反攻。
歐洲戰場方面，蘇聯已收復大部被德軍佔領的國土；墨索里尼法西斯政權垮台，義大利投降並對德宣戰。太平洋戰場方面，美軍已在布干維爾、新下列顛等島登陸，基本上掌握了制空、制海僅，正向東南亞進行反攻。
中國戰場方面，中國空軍和在華美國空軍都有所加強，大陸制空權己轉移到中國方面；以桂林、柳州、衡陽、遂川等基地，不斷對東海及長江的日軍艦船進行攻擊。特別是11月25日，中美空軍空襲台灣新竹機場，對日本威脅極大。
日本大本營認為，美軍正在太平洋節節進攻，「萬一海上正面發生問題，對在南方的50萬軍隊不能坐視不救」，「無論如何也必須考慮確保中國大陸和南方的聯繫」。因而，決定在1944年發動一次貫通中國南北、聯接南佯交通線的大規模進攻。並為此與中國派遣軍總司令官畑俊六協商。畑俊六在其1944年12月3日的日記中記載：「船隻遭受損失越來越嚴重，如不採取對策，將對作戰帶來障礙。為此，中央提出打通粵漢路，與法屬印度支那聯繫起來，以確保與南方的交通的意見，要求派遣軍對打通粵漢的作戰進行研究，但這需要從滿洲和國內抽調所需的兵力。」當時，大本營組織這次會戰的目的是：「打通粵漢、湘桂以及京漢鐵路南部，實現與南方地區的鐵路聯絡，同時摧毀鐵路沿線重要地點上的敵航空基地，以阻止在華美軍空襲我本土。消滅上述敵航空基地，也包括華東南的基地，以制止敵人對我航行於中國東海上船隻的破壞活動，」
1944年初，中美空軍活動加強，僅1月上旬即空襲日軍12次。1月14日空襲台灣的高雄、鹽水等地。特別是1月4日，美陸軍航空部長亨利·阿諾德發表消息，說今後15個月內將生產飛機14500架，年內即可將「B29」超級重轟炸機用於第一線，轟炸日本本土重要工業區及軍事設施，以削弱日陸海空軍的抵抗力。當時，能對日本本土進行大規模空襲，主要靠中國基地。這引起日本統治集團的震驚。按照陸軍大臣東條英機的意見，將會戰目的改為「以摧毀中國西南要地各飛機場，以保障本土及中國東海的安全力第一目的，打通大陸交通線，以便在海上與南方交通切斷後，仍可經大陸運輸南方的物資，以加強戰鬥力為第二目的」。同時決定取消從中國戰場抽調5個精銳師團赴太平洋戰場以及集結另外5個師團的命令，並從關東軍抽調大量部隊投入這次會戰。
1月24日，經日本天皇批准。25日，大本營下達「大陸命第921號」作戰命令「大陸指第1810號」指示，同時頒發作戰綱要。
中國派遣軍根據大本營的命令及綱要，於3月10日制訂出作戰計畫。
其作戰目的是：「擊敗敵軍，佔領並確保湘桂。粵漢及京漢鐵路南部沿線要衝，以摧毀敵空軍之主要基地，制止敵軍空襲帝國本土及破壞海上交通等企圖，同時摧毀重慶政權繼續抗戰之意圖。」
其作戰方針是：「派遣軍於1944年春夏季節，先由華北，繼由武漢及華南，分別發動進攻……1945年1月、2月份，攻佔南寧附近，將桂林至諒山通道打通並確保之。」
其作戰指導的主要內容是：一、京漢作戰，4月下旬，華北方面軍發動攻勢，擊破第一戰區部隊，佔領並確保京漢鐵路南部各要衝；第11軍及第13軍各一部，策應支援華北方面軍的作戰；作戰期限預定一個半月。二、湘桂作戰，6月初和7月底，第11軍和第23軍先後分別發動攻勢，佔領並確保粵漢鐵路北部沿線要地和湘桂鐵路沿線及西江沿岸要地，進而佔領並確保粵漢鐵路南部要地，預定主要作戰期限為5個月；根據情況儘快對遂川及南雄附近飛機場群發動摧毀作戰；1945年1、2月前後，第23軍攻佔南寧，打通並確保桂林至諒山通道，南方軍將由諒山方面予以策應。
日華北方面軍於3月31日遵照其大本營所下達的戰鬥序列，重組第12軍，以擔負打通平漢路南段的作戰任務，其編成為：軍司令官為內山英太郎，所屬部隊有第37師團（長野佑一郎）、第62師團（本鄉義夫）、第110師團（林芳太郎），第27師團（竹下義睛）、戰車第3師團（山路秀南）、獨立混成第7旅團（多賀哲四郎）、獨立步兵第9旅團（長嶺喜一）、騎兵第4旅團（藤田茂）。軍直轄部隊有野戰重炮兵1個聯隊，野炮、山炮、高射炮各1個大隊，工兵2個聯隊又2個大隊，獨立步兵3個大隊。另有第2飛行團協同作戰。這時，日軍各師團的編製已改為3聯隊制，每師團定額14205人、軍馬2908匹、汽車113台，總計兵力14.8萬人，軍馬33000匹、火炮269門，戰車219輛、汽車6100輛，支援飛機168架。
太平洋戰爭爆發之後，中國國民政府戰略方針的基本精神是：「力求以連續局部攻勢，牽制日軍於中國大陸，並以精銳部隊人緬，協力盟軍作戰，以求盟邦之共同勝利。」但事實上，雖然也曾發動過局部攻勢，但最根本的指導思想是保存實力，等待盟軍基本上擊敗日本後，再實施所謂反攻，獲取「共同勝利」。由於這種消極思想的影響，在國內作戰的政府軍隊，特別是中央謫系部隊，不少單位的戰鬥力嚴重下降。1943年盟軍開始反攻，日本在太平洋戰場連續失利。軍事委員會對日本為加強戰略防禦而發動一場大規模進攻的可能性，完全沒有估計到。在日本大本營和侵華日軍調兵遣將，積極進行「1號作戰」的準備時，蔣介石正以第8054號手令命軍委會擬制「對於黃河南北兩岩，及長江南岸之總反攻計畫」。
1943年11月4日和1944年3月7日的《國民總反攻作戰尋計畫大綱》甲、乙兩案規定：「依全般態勢之變化，倭寇有總崩潰之徵兆時」，「各戰區應不夫好機，同時反攻」。絲毫沒有防禦日軍大規模進攻之準備。平漢路南段，屬第一戰區，戰區司令長官為蔣鼎文，副長官為湯恩伯，所屬部隊有：第15集團軍（何柱國），轄騎兵第2軍（廖運澤，騎3師、暫14師）、騎8師、暫1、暫2、暫3旅；第19集團軍（陳大慶），轄暫9軍（霍守義，第111、第112師、暫30師）；第28集團軍（李仙州），轄第85軍（吳紹周，預11師、第110、第23師）、第89軍（顧錫元，第20師、新1師）、暫15軍（劉昌發，暫27師、新29師）；第31集團軍（王仲廉），轄第12軍（賀粹之，第22、第29師、暫55師）、第13軍（石覺，第4、第81、第117師）、第29軍（馬勵武，第90、第193師、暫16師），第78軍（賴汝雄、新42、第43師、第441師），以上部隊均屬副長官湯恩伯指揮。還有第4集團軍（孫蔚如），轄第38軍（張耀明，第17師、新35師）、第96軍（李興中，第177師、新14師）；第14集團軍（劉思藏），轄第15軍（武庭麟，第64、第65師）；劉勘兵團，轄暫4軍（謝輔三，第47師、暫4師）、第9軍（韓錫候、第54師，新24師）；第36集團軍（李家鯨），轄第47軍（李宗陽，第104、第178師）；第39集團軍（高樹勛），轄新8軍（胡泊翰，新6師、暫29師）、第14軍（余錦源，第83、第85、第94師）。總計42個師又3個旅，總兵力約40餘萬人。
會戰開始前，第一戰區防禦部署是：第4集團軍位於鄭州以西，汜水，鞏縣、黑石關一帶，向北防守黃河南岸至鄭州鐵橋一線陣地；第28集團軍及第78軍位於鄭州黃河鐵橋兩側及以東至新鄭鐵路兩側，防守至黃泛區西緣的鄢陵、扶溝一帶陣地；第31集團軍位於許昌、漯河以西，嵩山以南臨汝、郊縣、寶豐、舞陽地區，為機動兵團；第15軍位於戰區長官部所在地洛陽外圍；第14軍第94師防守洛陽城，黃河南岸鄭州鐵橋兩側之阮庄、韓洞至以西霸王城附近之鴻溝山區，有日軍2個大隊，是1941年策應長沙會戰攻佔鄭州後撤回北岸時留下的。2年多以來，第一戰區竟未能將這個只有2個大隊的橋頭堡陣地奪回來。
日華北方面軍的作戰設想是：「作戰分兩階段進行，首先突破正面敵軍陣地，將主力集結於黃河南岸，爾後佯作沿京漢線南下，以鄭城為軸心，使主力向西迂迴，圍殲第一戰區敵軍，特別是湯恩伯軍。作戰目標為洛陽，根據情況亦可在許昌附近向西迂迴。在此期間，以一部兵力打京漢線，與武漢地區連接起來。」日軍第12軍考慮橋頭堡正面第一戰區防守力量較強，因而決定以一部兵力先由開封方面西渡黃泛區，進攻鄭州、新鄭，進至正面守軍後方，軍主力再從橋頭堡方面發動進攻，以形成夾擊形勢。1944年4月17日夜，日軍第37師團及獨立混成第7旅團，分由中牟東、西5處強渡黃泛區，擊退守軍暫27帥後，繼續西進。其第227聯隊第1大隊於19日凌晨前出至鄭州，利用長梯、攀繩，在火力掩護下登上城牆，因兵力太少，未敢下城，僅