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事變的訊息後，於8日晨召開了會議，認為“乘此時機應對冀察給予一擊”。
即向日軍參謀本部報告：“鑑於華北形勢，已以獨立混成第1、第11旅團主力及航空兵一部作好立即出動的準備”
同時派參謀進關與“中國駐屯軍”聯絡，陳述強硬意見。
日本駐朝鮮軍司令官小磯國昭得到訊息後也向參謀本部作了報告：“鑑於華北事件的爆發，已令第20師團的一部作好隨時出動的準備”，主張“利用這一事件實行統治中國的雄圖”。
在東京，日本陸軍省大臣杉山元大將於8日深夜命令京都以西的各師團準備復員的2年兵約4萬人延期復員。海軍中央部亦迅速命令正在臺灣演習的第3艦隊返回中國上海原來的防地準備作戰。
日方參謀本部並參考關東軍和朝鮮軍報告的備戰部隊情況，提出了一個用兵計劃，準備呼叫關東軍2個獨立混成旅團、8個航空中隊，呼叫朝鮮軍1個師團，再從國內調出了3個師團進入華北。根據情況，必要時向山東方面再派出2個師團。
但是孫翔的出擊破碎了日軍參謀部的計劃，日軍不得已加大了派遣航空中隊的數量，用以對抗中方空軍。日本內閣對遠東戰事極為不滿，陸機航空大隊隊長和‘中國駐屯軍’司令官香月清司中將遭到日本各界批評，認為陸機航空大隊沒有看清中方空軍的實力，致使日方損失四十架飛機。
在此同時，日本海軍軍令部和海軍省經協商後也作出了相應的戰爭準備，並與參謀本部達成《陸、海軍關於在華北作戰的協定》。
《協定》中的“作戰指導方針”為：“力求把作戰地區限制在平津地方，在華中、華南不行使武力，但在不得已時，應保護在青島、上海附近的日本僑民。陸海軍要協同作戰。在執行本協定時，要極力避免干預第三國的事情。”
“作戰任務”中規定平津地方作戰由陸軍擔任；海軍負責運輸和護衛，並協助在天津方面的陸軍作戰。
在華中和華南，以海軍為主，擔任警戒。根據情況發展，“限定在青島、上海附近，陸、海軍以必要的兵力協同擔當之”。此外，陸、海軍還達成了《關於華北作戰的航空協定》，規定華北作戰中航空力量主要由陸軍擔任，海軍協助；在華中、華南，航空力量主要由海軍擔任。海軍還強烈要求：戰爭波及華中和華南時，陸軍派3個師團（最少2個師團）到華中作戰。
這個協定意味著日本方面現在最拿得出手的96式艦載飛機要正式登陸中國戰場了，海軍飛機大規模騷擾華東，華中地區。
1937年7月14日，日軍參謀總長又從國內抽調7個飛行大隊、4個獨立飛行中隊、2個機場勤務中隊和1個野戰飛機修配廠，編成“臨時航空兵團”，以德川好敏中將擔任兵團長，分別部署在山海關、錦州、大連地區。這一下日軍在中方的飛機數量猛增200架，孫翔的對手越來越多，面臨的挑戰也越來越嚴峻。
7月15日日本參謀部制定作戰計劃。在這一作戰計劃中，“中國駐屯軍”企圖以1個師團、3個旅團及配屬的炮兵、坦克兵、航空兵對北平形成包圍，爾後進攻城西、城南的第29軍。參加進攻第29軍的日軍各部隊的編成情況是：
“中國駐屯軍”司令官為香月清司中將，參謀長為橋本群少將。駐屯旅團旅團長為河邊正三少將，下轄第1和第2步兵聯隊，另外1個炮兵聯隊和戰車隊、騎兵隊。
第20師團，師團長為川岸文三郎中將，下轄第39和第40旅團（每旅團2個步兵聯隊）、騎兵第28聯隊、野炮兵第26聯隊、工兵第20聯隊。
獨立混成第11旅團，旅團長為鈴木重康中將，下轄獨立步兵第11和第12聯隊、獨立騎兵第11聯隊，獨立野炮兵第11聯隊、獨立山炮兵第12聯隊及獨立工兵及輜重兵各1箇中隊。
獨立混成第1旅團，旅團長為酒井鎬次少將，下轄獨立步兵第1聯隊和輕戰車、輕裝甲車、工兵各1箇中隊及野炮兵1個大隊。
航空兵團，兵團長為德川好敏中將，下轄第1飛行團、整合飛行團（由關東軍調來）、第9和第10野戰高射炮隊等。第1飛行團下轄偵察機、戰鬥機、輕轟炸機各2個大隊，重轟炸機1個大隊（每大隊2箇中隊）和4個獨立飛行中隊；整合飛行團下轄偵察機、戰鬥機、重轟炸機各2箇中隊。計偵察機72架、戰鬥機84架、輕轟炸機36架、重轟炸機30架，作戰飛機總計222架。
至7月20日，第一批進入華北的日軍均已按照“中國駐屯軍”的作
