遵照中共中央軍委的指示，晉察冀軍區首長決心進行張家口保衛戰。依據當前的敵情，他們判斷國民黨軍的主攻方向將是東線平綏鐵路東段之康莊、懷來地區，西線之國民黨軍可能經興和或沿平綏路進攻，與東線之國民黨軍會師於柴溝堡地區，並估計在東線國民黨軍未攻下懷來之前，西線的國民黨軍不會輕易地東進。
因此，我決心在東線將主力配置在主要防禦方向的懷來、延慶地區；在西線把第4縱隊和地方武裝置於張家口以西柴溝堡、陽高地區，準備迎擊國民黨軍的進攻，並組成野戰軍前線指揮部，以晉察冀軍區副司令員肖克為司令員、軍區副政治委員羅瑞卿為政治委員。
具體部署是：以第2縱隊第5旅1個團在岔道、康莊間，採取運動防禦消耗、遲滯國民黨軍，第5旅的主力和第4旅第12團控制在懷來地區，堅決抗擊國民黨軍的進攻；以獨立第5旅在延慶東南的黃花城、九渡河地區，進行運動防禦，阻止國民黨軍從側翼進攻；以第1縱隊全部、第2縱隊第4旅（欠第12團）、第3縱隊第17旅，控制懷來以南的松柵寺、井溝、代庄、鎮邊城、橫嶺地區。
如果國民黨軍主力從正面進攻，上述部隊則由南向北突擊，如果國民黨軍經馬刨泉、橫嶺迂迴進攻，上述部隊則由北向南突擊；第4縱隊位於張家口以西之柴溝堡、天鎮、陽高地區，準備隨時打擊由西向東進攻之國民黨軍；冀察軍區第6軍分區部隊於興和以西活動，監視傅作義部可能經興和向張家口方向的進攻；冀察軍區第7軍分區部隊位於張北擔任警戒任務。
為配合張家口正面作戰，晉察冀軍區決定，由第3縱隊司令員楊成武、冀晉軍區政治委員王平，指揮第3縱隊第8旅和冀晉、冀察、冀中軍區的5個獨立旅發起平漢（北段）戰役，打擊國民黨軍的側背。同時，命令冀熱遼軍區部隊主力向熱西進擊，牽制第13軍，其一部出擊北寧路，破壞交通，配合主力作戰。