邱行湘的第206师是蒋介石嫡系，守城之敌除此之外，还有中央炮兵四个连和独立汽车第五营，共约二万人。206师全部是美械装备，火力较强，技术水平较高，该师军官政治上反动，死心塌地随从蒋介石。其士兵多是西北等省失业、失学青年，长期受正统的训练和教育，战斗力较强。

国军的部署是：师部率一团担任城内西北运动场及洛阳中学、城西北关帝庙至城东北站段守备；二团除派出一个连驻守美国医院，一个营驻守上清官为外围据点，其余为全师预备队；三团担任东北门至城东南潞泽会馆段守备；四团除一部分守备城西门南北段外，其余为师部控制的守备队；六团担任城西周公庙、火柴公司和西工发电厂等处守备；师工兵营驻守东、西车站；整编39师炮营、八团三连、十四团之一部为第一炮队，位于西北运动场及菜市场，担任支援第一线部队及城周围之战斗；师属炮兵营为第二炮队，分散配置于各城角，配合步兵作战，营部位于文峰塔附近。

炮兵总观察所设于文峰塔上，除特种兵外，其它守备部队均留出三分之—兵力作为预备队。洛阳城内外的防御工事也是十分坚固的。其城防工事完全是在美国军事顾问团指导下修建的，具有现代化半永久性质。

其构筑和组成有几个特点：第一，阵地选择高地要冲，利用自然地形或孤立建筑物为依托，构成核心阵地。但又各自成为独立支撑点，互相策应，并能独立坚守，从而构成外围据点、城垣主阵地、核心阵地三道防线；第二，有层叠的地堡。每一阵地都以梅花形的诸多碉堡构成，碉堡之间且互相连接，单人工事与班、排、连工事互相连通。在二丈多高的城墙上，有很多城堡，上设有两三层射孔，从而构成城墙上下、房子内外、沟壕上下公开的、隐蔽的、真的假的互相结合；第三，城垣前沿筑有复杂多层次的辅助防御工事，如外壕、拒马、铁丝网、交通壕、地霄群等。外壕一般深五米，宽五至十米。

东门外东西不足2阗米的距离内，即设有五道铁丝网、四道拒马、三层潜伏地壕、两道外壕。在各工事间隙中密布**群，仅周公庙阵地就有**1500多个。

每个阵地都贮备数日食品、饮料和大量弹药，还有炊事所、水井、寝室、厕所等。大的核心阵地还备有地下电线、地下掩蔽部，其最大的可容一、二百人。这就是敌人号称“铜墙铁壁”的工事。

《洛阳日报》当时曾吹虚洛阳是双层袋形阵地，“易进难出”，“共军如攻此城，无疑自投罗网”。但守军兵力薄弱，青年军第206师仅辖2个旅，既缺乏实战经验，又处境孤立。

3月5日，陈赓等指挥部队从襄城、伊阳、禹县（禹州市）地区北上向洛阳开进。国民党军统帅部发现人民解放军有进攻洛阳征候，即令陆军总司令部郑州指挥部主任孙震统一指挥所属整编第47军主力自许昌、新郑地区北开郑州，2个旅车运汜水、黑石关一线;另以整编第18军自漯河、商水地区向许昌集结，待机增援洛阳。