高点上层层设防，将南口狭窄的谷地变成了一道纵深梯次配置的防御阵地。王万龄的第4师初期为预备队，随后紧急增援至横岭城、镇边城等右翼防线——那里是南口防御体系最脆弱的侧翼，一旦被突破，日军便可迂回到居庸关背后。
在侧翼掩护方面，高桂滋的第17军下辖第21师和第84师，兵力约一万四千人，布防于赤城、延庆及宁碉堡、独石口方向，负责迎击可能自热河方向来犯之敌。独石口是连接热河与察哈尔的古老隘口，赤城则是平北重镇。这两支部队如同平绥线左翼的两扇门，一旦关上，从热河南下的敌军便难以威胁南口主阵地的侧背。
战役过程中，多路援军克服万难向战场运动。陈长捷的第72师及马延守的独立第7旅奉命驰援南口右翼，在镇边城、怀来一带投入激战。朱怀冰的第94师亦于八月中旬抵达，补充至右翼防线。傅作义的第35军与赵承绶的骑兵第1军原在集宁、兴和集结担任机动任务，他们是第二战区手中最后的预备队。然而，当张家口方向率先告急、东条兵团的装甲矛头开始南下的消息传来时，傅作义不得不掉头回援张家口——这一分兵，意味着南口正面将失去一支强大的生力军，也为日后战局的演变埋下了伏笔。
刘汝明兼任师长的第143师及察哈尔保安第1、第2旅、独立骑兵第13旅等部，共同构成张家口地区的防御力量。他们的阵地北抵坝上草原，南接洋河河谷，而东条兵团的主力，正从多伦方向朝这里压来。
在炮兵支援方面，全军仅有的一个成建制炮兵单位——炮兵第27团，被部署在怀来，装备山炮三十五门。与东条兵团动辄百余架飞机、数百门火炮的立体火力相比，这三十五门山炮显得微不足道，但它已经是第二战区能挤出来的全部远程打击力量。此外，卫立煌第十四集团军下辖的第10师、第83师、第85师等部奉命从石家庄方向火速驰援，日夜兼程向北开进。
在广袤的华北战场上，这场即将到来的大战将检验中国军队能否挡住日军铁蹄。平绥线上的各支部队依山布阵，严阵以待。一场铁与血的碰撞，已不可避免。
正当东条兵团在多伦完成集结、准备南下之际，远在南京的国民政府军事委员会也注意到了察哈尔方向骤紧的敌情。一封急电从南京发往陕北，再经陕北转至热河深处的密林之中。电文措辞简洁，却字字沉重：
察哈尔派遣兵团来势汹汹。着令该方向部队第145师依托现有地形，尽一切手段延缓、迟滞其推进速度，为南口正面战场及平绥线
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