身为侍一处主任钱大钧深知情报部门汇集来的各种支离破碎的军事情报，已经让这位并不擅长大兵团指挥的蒋介石委员长有些焦头烂额。日本陆军向来强调迂回进攻，目前淞沪正面的战局虽然已经到了极为不容乐观的地步了，但是对于南京国民政府而言，更为迫切的显然是判断出日本方面下一步的进攻方向。
日本军队直接在上海登陆之后，虽然可以得到优势海空军的支援，但是战场正面毕竟相对狭窄，兵力无法展开。而即便在一点取得突破，也必须要面对中国军队辽阔的纵深防御，且由于战场地区河网纵横，日本陆军在亚洲区域处于领先地位的机械化部队无法像在华北平原那般狼奔豕突。
因此在上海战事不断扩大的同时，国民政府始终关注着日本军队在长江三角洲两翼发动迂回登陆作战的动向。日本军队是东亚地区当时最富有两栖登陆战经验的军队。中日甲午战争、日俄战争，日本陆军均有过两栖登陆抄袭敌后的战例。因此在1936年底，国民政府参谋本部拟订的《民国二十六年度(1937年)作战计划》便明确提出：“敌国之军备及一切物质上，均较我优势，并掌握绝对制海权，且在我华北造成强大之根据地。故其对我之作战方针，将采取积极之攻势。”
而根据国民政府事先的判断，战事爆发后，日军“主战场以华北为中心，并以有力之一部，沿平绥路西进，及由山东半岛、海州等处登陆，截断我南北联络线，策应其主力军之作战，以囊括我华北全部，同时一部由扬子江口和杭州湾上陆，以掠夺我资源，威胁我首都”。
针对日本方面的海上优势，《民国二十六年度（1937年）作战计划》中便明确提出：
国军以复兴民族、收复失地之目的，于开战初期，以迅雷不及掩耳之手段，于规定同一时间内，将敌在我国以非法所强占各根据地之实力扑灭之。并在山东半岛经海州及长江下游亘杭州湾迤南沿海岸，应根本扑灭敌军登陆之企图。
可见国民政府方面对日本可能在战区侧背实行两栖登陆作战并非全无预期。但是有预期是一回事，反登陆作战的具体部署却又是另一回事。长江入海口和杭州湾加在一起有数百公里的海岸线，处处设防显然并不可能，因此国民政府将主要的注意力集中于南京——江阴一线。在长江海防方面，整理顺序为“先求巩固长江下游之江防，其次渐及浙、粤、闽、苏、鲁诸海岸”。为此在上海战场正面鏖战的同时，南京作为中华民国的首都如何防御日本方面可能展开的两栖登陆作战，此刻也已经被提到了军委会议事栏中。
作为自明朝以来中国经济的心脏，长江三角洲地区在中国海权沦丧的近代始终是外敌入侵的首选目标，而扼守长江入海口的南京更可以说是长江三角洲的咽喉所在。1934年，国民政府的参谋本部就曾拟就了一份《南京方面之防御方案》，同时还有一份《首都上下游渡河准备方案》。
两者之间最大的不同是，前者是南京防御作战的具体方案，而后者则是一份如南京陷入重围，首都卫戍作战失败后的具体渡江撤退方案。同一年，参谋本部还草拟了《南京防守计划》及《对敌袭击首都之防御要领》，几乎每一份方案、要领、纲要的制定，都是国民政府对日备战的积极体现。
事实上早在1932年1月28日，面对突然发生在上海的“一·二八”事变，便促使南京国民政府在开始拟制国防计划的同时，不得不去考虑南京——这座民国首都的防守问题。虽然那场爆发在沪西的军事冲突最终以中日双方签订《淞沪停战协定》而平息，但却也使得当时的国民政府参谋本部得出以下共识：“一旦中日战争再度在上海爆发，日军必将在优势海空力量的掩护下，以精锐部队沿京沪铁路并溯长江向南京进攻。”
1932年12月，按照最高当局的指示，参谋本部就在部内秘密成立了城塞组，并以参谋次长贺耀祖为城塞组主任，主要任务是在德国军事顾问团的指导下，整修长江沿岸的江阴、镇江、江宁等地，构筑江防要塞，并在南京以东地区构筑国防工事。而这也是1934年参谋本部拟就《首都防御作战计划》的开始。
让钱大钧颇为苦恼的是由于国民政府奉行错误的“攘外必先安内”的国防目标，几年以来国军主力一直在江西一线对中央苏区进行围剿，故而拟定的《首都防御作战计划》早已沦为了纸上空谈。这倒不全由于国民政府的效率低下，而是因为工程材料和工兵部队大多在第五次苏区围剿中，被派遣到了赣东前线，实施所谓的“铁壁合围、广筑堡垒”的进剿计划去了，所以准备修筑的国防工事只能一拖再拖。
直到1935年，中日两国军队在华北发生了新的冲突，“绥远事变”、长城抗战的枪声响起，一场由日本人在背后唆使、一些汉奸逆贼上演的旨在使华北脱离中央的所谓“华北自治运动”而闹得沸沸扬扬的时候，南京国民政府这才发现，停滞了一年的首都防御作战准备是多么重要。
尽管从这个时候开始，对于日本的蚕食侵略政策有着清楚认识的国民政府立即开始了全面抗战的作战准备工作，但留给国民政府的时间却已然不多了。华北局势日趋紧张，日本陆军在天津等地的“驻屯军”频频与第29军宋哲元所部在平津地区发生对峙，整个热察绥冀地区已然火药味浓重。这种情况下，国民政府的全面对日备战尤其是首都防御部署才开始“临时抱佛脚”。
1936年2月，由京沪警备司令张治中督促建设的吴福线和锡澄线两道国防工事线基本完工，这两道在京沪之间的主要防御方向上修筑的国防工事线不仅组成了南京外围的主要战线防御阵地，同时也是整个京沪之间的重要守御地带。而在南京地区，在军委会督促下，由德国军事顾问团指导，也开始构筑了外围和复廓两道阵地。
自大胜关起，沿牛首山、方山、淳化镇、青龙山、栖霞山，直至乌龙山要塞，这一条防御线是所谓内卫线的外围防御阵地，而以明代修建的绵延数十公里的南京城垣为内廓，环城以雨花台高地、工兵学校、大校场飞行场、孝陵卫、紫金山、幕府山要塞炮台一线为外廓，从而构成了内外廓相呼应的复廓阵地。另以城内北极阁、清凉山等高地为核心，筑成坚固的核心防御据点，从而形成了点、线、面防御结合的工事线。
钱大钧清楚地记得，1935年12月，国民政府军事委员会曾在南京附近举行了一次有着重要意义的军事演习——冬季大演习，地点就在南京的内外廓阵地之间。参加演习的部队也全是中央军的头等主力，如中央军校教导总队、第87师、第88师和第36师等等。演习分为东、西两军，双方以攻防国民政府首都——南京为目的，在城东南地区进行了一次具有很强模拟性的攻防对战。
虽说是演习，但这场由训练总监部总监唐生智上将直接指挥的推演性质的军演，却极具规模，也有着极强的军事指导意义。除了两军对战性的模拟攻防之外，与此同时，各防御区也进行了局部演习，各要塞防守区更是模拟了“对敌舰射击、各炮台之间的联络、步炮协同、对上陆之敌攻防以及夹江临时封锁”等科目，而海军也演练了以布雷作战的方式来封锁江面的作战科目。
现在看来，虽然国民政府担心会刺激到已经蠢蠢欲动的日本军方及政府，同时也是为了保守战术、技术上的秘密，为以后随时会发生的中日对战做好准备，1935年的那场大规模的陆、海军冬季大演习几乎是在较为秘密的状态下进行的，但却对于当下的局势具有着一定的指导意义。
尽管20世纪30年代初起，参谋本部就开始秘密制订《京沪保卫战设想和计划》，并在上海与南京之间准备针对日本进攻的作战部署，但始终没有做过认真的推演论证。而恰恰在那次冬季大演习中，政府直接以日军为假想敌，以南京遭到攻击为假想模式而展开的军演模拟了参谋本部及军委会一直所考虑的首都防御作战思路，即“候敌至汤水一线，利用复廓阵地消耗敌之战力，最后诱敌深入到紫金山以南地区而歼灭之”。而参谋本部在1934年所拟就的《南京防御计划》的方针也同样是“警备队以保卫南京之目的，须以相当之兵力及全区要塞击破或抵抗敌方海陆空军之攻击为要”。
然而无论是当时跟随国民政府军事委员会委员长蒋介石亲临演习现场视察的钱大钧，甚至当年的裁判长训练总监部总监唐生智上将恐怕都没有想到，短短一年之后，南京很快就暴露在日军兵锋之下。因此从1934年8月的《国民政府军事委员会密令 战字第3652号》、8月21日的《参谋本部至军事委员会呈》开始，到1935年7月8日的《江宁区狮马两台要塞堡垒地带整理会议记录》、9月的《参谋部本军政部致军事委员会呈》都在反复强调南京外线的工事构筑及防御部署情况，但直到8月下旬，淞沪战事全面升级，松井石根指挥的上海派遣军由吴淞口、川沙镇登陆之后，在面对日军由守势作战转为强大攻势作战的情况下，国民政府军事委员会才真正开始重视南京的防御问题，这不得不使军委会多少有些手忙脚乱。
9月2日，军委会下令责成军事委员会执行部与南京卫戍司令部迅速修整南京地区工事，制订防御计划，同时责成第三战区派军修整，加强吴福线、锡澄线两道国防工事，以备淞沪作战部队在万不得已时，可退守后方既设阵地，作韧强之抵抗，以巩固首都。
而也就在同一天，军事委员会委员长蒋介石致电军政部长何应钦：“首都附近各线阵地，应即编成。招募民夫，由教导总队派兵指导赶筑工事，赶筑工事，应分为第一期、第二期、第三期……”何应钦部长批示：由徐参事约集南京警备司令部参谋长、教导总队长及该队参谋长等，于今晚会商遵办。
9月3日，何应钦部长便致电谷正伦、桂永清，要求他们立即按照蒋介石手谕赶筑南京防御工事。而在9月9日，不放心的蒋介石委员长又亲自电告军事委员会军法执行总部副总监、南京卫戍司令兼宪兵司令谷正伦将军：“已电令第53师、第77师、第121师迅速开赴南京，归南京卫戍司令部指挥，加强首都附近之工事。预定第77师担任常州、宜兴、长兴一带守备作战，第53师担任浦镇、滁州一带防御，第121师担任句容、天王寺一带防御……”
9月24日，负责构筑外围国防工事的唐生智、顾祝同致电蒋介石委员长：
关于吴福线野战工事之构筑，本日在苏召集上官军团长云相、张总指挥钫、鹰屋顾问及其他相关幕僚商讨，决定如下：（1）由上官军团长负全般战术上指导之责，由杨副主任负技术上指导及材料准备之责。（2）筑攻部队由第三十三师之三团附民工七千人，担负福常段，第七十六师之四团附民工一万三千人，担昆汤湖以南头西塘镇一带之工事……
在雪片样纷飞的电文往来中，在军事委员会军法执行总部的敦促下，南京卫戍司令部迅速制订了南京防御阵地编成计划，并上报。其主要思想为：以大胜关至龙潭之线原国防工事为南京东南主阵地，以雨花台、紫金山、银凤山、杨坊山、红山、幕府山、乌龙山、栖霞山一线为复廓阵地；在长江北岸，以浦口为核心，由点将台、江浦县为主阵地，与东南主阵地夹江形成环形要塞。
预计使用兵力为：江南阵地为4个军，其中主阵地带部署3个军，复廓地部署1个军，江北阵地部署1个军，总计5个军的兵力。但该计划虽经统帅部核定批准，但却没有得到实施，甚至就连预定调用的部队都未能落实，第53师、第77师未能按时进到南京，第121师及第167师到达南京后又立即被调走。整个作战计划从制定之初就成了一张废纸。
首都南京都尚且如此，何况杭州湾。杭州湾不乏有利于登陆的沙滩，明代倭寇扰浙时，即在此登陆，但是在战前这一地区并没有构筑太多的海防工事。直到8月20日，蒋介石委员长得到金山卫有日本海军的斥候登陆侦察的情报，才指令“严防”。但是10月18日，军事委员会第一部作战组情报提出，日军有在杭州湾登陆企图，但估计登陆部队最多一个旅团，不会对上海战局产生太大的影响。
这一说法粗看颇为可笑，日军有登陆的企图又凭什么认定其规模一定会控制于一个旅团之内呢？这一点很大程度上与10月杭州湾的气候和水文均不利于大兵团的登陆作战不无关系，而且国民政府方面也曾专门勘探过从杭州湾到浏河口的全部海岸、江岸线情况。
其中杭州湾的新仓到澉浦段，不适于登陆兵上岸；而从海盐到乍浦段，只能容一个师左右的兵力登陆，而且登陆后的部队不便于向纵深发展。柘林迤东、迤北到老港（南汇县），暗礁和浅滩较多，无良好的港口和海湾，且岸上10至15公里纵深没有通往内陆的良好道路，也不利于联合登陆作战。白龙港到吴淞口地段，海岸航线水位很深，大型船舰可直接靠岸，其不利条件是海面沙滩很多，航道狭窄，大批舰只拥塞航道，容易受地面炮火袭击；且上陆后，不易于登陆兵的战役展开。
在这样的情况之下，国民政府在杭州湾方面并没有部署太多的兵力。当然上海正面战场上的鏖战也使得中国军队多少有些顾此失彼。淞沪会战前期中国军队的准备工作做得并不充分，无论对敌情了解或部队训练（尤其炮兵的训练）都远离理想，因而进攻一开始就立即受到日军顽强抵抗。而随着战事进入胶着状态，中国军队虽然不断增援投入部队，却不得不调整为守势。中国兵力处于劣势，日本陆军却不断地以攻为守，采取中间突破为轴心的全线进攻策略以保证不给数倍于己的中国军队喘息的机会。
这种以攻为守的战略使得日本陆军上海派遣军可以以十万之众制衡数十万国民政府的精锐部队。但是中国军队全线死守，寸土不让，以数倍牺牲的代价消耗日军，最终双方都打得异常惨烈艰苦，往往一个镇落据点反复易手十余次之多，致使日军中间突破的战术收不到迅速摧垮中国守军的效果。而由于弹药消耗太大，火力强悍的日军此时甚至开始以弓箭浸蘸汽油点燃后向中国守军射发。
松井石根很清楚他不能停止进攻，而南京方面为了民族的延续而停止干戈的国民政府各派大佬也很清楚时间对于中国更为有利。因为从8月下旬开始，中国增援部队即源源不断地开赴上海、江浙一带。川、黔两省部队于8月底9月初动员出发，“沿湘黔公路徒步行进，到湖南辰溪，乘木船至常德，再换轮船经洞庭湖抵达长沙”，于10月初到达上海前线。而广西部队从8月下旬出动，9月中旬开抵徐州、海州一带布防，后又增援上海。尽管在当时情况下，交通不便，通讯困难，部队机动性差，增调部队涉及问题很多，但是毕竟持久战对于在本土作战的中国军队是有利的。所以中日双方虽然都深知上海并不是一个合理的战场，但却始终紧紧地互相咬住。