日、德、意三個法西斯國家妄圖瓜分世界的戰爭既已緊密地聯結在一起，迫使東、西方反法西斯侵略的力量也聯合起來。早在1941年6月，蘇德戰爭爆發時中國延安方麵就曾提出“組織國際統一戰線”，“同英美及其他國家一切反對德意日法西斯統治者的人們聯合起來，反對共同的敵人”。日本發動太平洋戰爭的第二天，中國延安方麵又發表宣言，呼籲“中國與英美及其他抗日諸友邦締結軍事同盟，實行配合作戰，同時建立太平洋一切抗日民族的統一戰線，堅持抗日戰爭至完全勝利”。與此同時，中國國民政府提議召開由中、美、英、蘇、荷代表參加的軍事會議，共同商討戰爭事宜。蘇聯及荷蘭因歐洲戰事緊張及兩麵作戰等原因不願參加。12月23日，中、美、英三國代表在重慶舉行了東亞軍事會議。美國代表為航空隊隊長勃蘭特和馬格魯德兩將軍，英國代表為駐印度軍總司令韋維爾將軍，中國代表為軍事委員會何總參謀長，由中國方麵最高統帥主持會議，其夫人宋女士擔任翻譯。會議初步決定中英聯合防衛滇緬路，簽訂了《共同防禦滇緬路協定》，同時決定在重慶成立中、美、英三國軍事會議，以加強對日作戰的協同。至此，中、美、英正式結成三國軍事同盟。
1941年12月22日至1942年1月14日，美、英兩國首腦在華盛頓舉行了“阿卡迪亞”會議，商討國際反法西斯戰爭的戰略問題。美國代表馬歇爾認為中國抗戰牽製了日軍三分之二的主力部隊，是抗擊日本陸軍的主要戰場，堅持中國抗戰，對太平洋戰場具有決定性的意義，建議成立中國戰區，統一指揮中國及泰國、越南等地的抗日軍隊。會議同意了他的意見。12月31日，羅斯福致電中國方麵的最高統帥，提議設立中國戰區，由中國方麵的最高統帥出任戰區最高統帥，指揮中國軍隊及越南、泰國盟軍。馬歇爾原擬的報告中，中國戰區還包括緬甸東北部，但英國此時仍然在打著他們的小算盤，堅決反對中國人指揮英國軍隊，因此羅斯福將緬甸東北部劃歸英國韋維爾指揮。最高統帥表示同意，並於1942年1月3日正式宣告中國戰區成立，接著在重慶設立了一個聯合計劃參謀部。不過美國提議的這個戰區最高統帥，實際上是一個空頭職務，因為越南和泰國都已在日軍控製之下，根本沒有可供指揮的盟軍，而且英、美兩國的參謀團會議也未讓中國參加。
隨著中國和英國，美國結成反法西斯軍事同盟，蘇俄立即削減了對華援助。他們認為中國已經成為美國的盟國，因此減少對華援助是安全的。根據斯大林的想法，大戰將會刺激革命的爆發，蘇俄計劃觀察中國的社會結構，來衡量“帝國主義戰爭”在催化中國社會內部變革方麵的作用。
1942年1月1日，由中、美、英、蘇四國領銜的26國在華盛頓簽署了《聯合國家宣言》，規定加盟各國“保證運用其軍事與經濟之全部資源，以對抗與之處於戰爭狀態之‘三國同盟’成員國及其附從國家”，並保證不與敵國締結單獨之停戰協定或和約。聯合國家的成立，標誌著國際反法西斯統一戰線的最後正式形成。從此，已堅持多年、並已進入戰略相持的中國抗日戰爭，成為世界反法西斯戰爭的重要組成部分。中國軍民有了盟軍並肩戰鬥，而且中國的國際地位也得到了空前的提高，更加堅定了自己的抗戰決心和獲得最後勝利的信心。
太平洋戰爭爆發後，日軍為加強南方作戰的進攻能力，從中國戰場抽調5個師團參加南方軍的作戰，另以駐上海的第4師團作為大本營的預備隊。這時在中國戰場上，除關東軍外，日軍尚有21個師團、20個獨立混成旅團和1個騎兵集團，約占日軍陸軍總兵力的五分之二。其作戰方針是：“與帝國海軍協同，保持現在之態勢，同時掃滅美英在中國的勢力，使用政略、謀策，努力對敵壓迫，以使中國屈服。”
1941年12月10日，日本“中國派遣軍”根據大本營12月10日的“大陸命”第57號命令，向侵華日軍下達了“總作命”甲第320號命令。其主要內容與1940年7月23日大本營下達的“大陸命”第439號命令的內容大致相同。但由於形勢的發展，侵華日軍的基本任務有下列變化：
1．原來賦予漢口地區日軍的任務是“摧毀敵人的抗戰企圖”。由於兵力減少，現在降為“摧毀敵人的抗戰力”。
2．原來賦予華南方麵軍的任務是：“與海軍協同截斷敵人的補給及聯絡線”。由於攻占了香港，現在改為：“第23軍1941年7月5日，“華南方麵軍”番號撤銷，所屬部隊分別編入第23軍和第25軍。第25軍進入越南、廣州地區後改為第23軍。應確保廣州附近、汕頭附近及海南島北部各要地的安定”。
3．原來賦予陸軍航空兵的任務是：“及時對整個中國進行空中進攻戰，壓製、擾亂敵人的戰略中樞，同時阻止敵人空軍的再建”，現在降為“主要應協助華北方麵軍及第11軍作戰，其次可臨時協助第13軍作戰，並根據需要擔任要地防空”。
4．特別強調對中國的經濟掠奪。命令指示：“加強對敵封鎖的方針”，“重要資源的開發及軍在現地謀求自給的問題，成為今後戰爭指導上極為重要的問題”。命令規定：“在必要的地點適當地構築封鎖線，禁止貨物流通；在占領區的主要城市，須嚴厲取締貨物流到敵區；在主要通道及兵團間連接的空隙，要特別注意防止物資流到敵區；須確保占領區內的重要資源地區，使之便於開發、獲取和運輸；軍應加強當地的自給自足措施，積極地獲取和利用占據地區內外的資源”等，以達到“以戰養戰”，使華北“成為培養、補充戰鬥力的基地”，“與日、滿共同完成建設大東亞共榮圈的任務”。
原本隨著日軍南方軍的大舉南下，日軍大本營已經下達了命令，要從第11軍抽出第21、第33、第5、第18等師團及其他軍直屬隊、航空部隊，另外第11軍的第4、第6師團要集中在華中三角地帶，作為大本營的預備隊；在武漢地區，適當整理襄西、嶽陽、贛北附近等地的兵力，收縮作戰區域，在確保武漢周圍要地的同時，集結若幹預備兵力；若蘇聯參戰，首先從華北方麵調用3個師團，從武漢地區調出第3師團和必要的軍直屬部隊，另為該地區增加1個混成旅團。
阿南惟畿此時自然不情願大幅度收縮作戰地區，白白放棄已吃到嘴裏的“肥肉”。其直接領導中國派遣軍也不甘心，而且他認為，收縮第11軍的作戰地區，應依南方軍的作戰成果而定。
在經過和東京大本營的一番討價還價以後，日軍大本營經過研究，於11月6日正式通知第11軍：除第4師團外，不抽調第6師團，並於1月中旬給第11軍增加1個獨立混成旅團；同時，第11軍的任務和作戰區域不變。
阿南惟畿在接到大本營這一通知後，欣喜若狂，並在其當天的日記中用這四個字來形容其當時的心情。
11月8日，第4師團奉命脫離第11軍的作戰序列，由大本營直轄，準備在上海附近集結。11月18日，中國派遣軍命駐太原的獨立混成第9旅團開到武漢地區，受第11軍指揮。
12月3日，大本營陸軍部向中國派遣軍發出第575號命令：大本營為了帝國的自存自衛，建設大東亞新秩序，企圖在攻克南方主要地區的同時，迅速處理中國事變；中國派遣軍必須確保從嶽陽至長沙下遊的交通，以武漢三鎮和九江為根據地，加強對敵封鎖，竭力摧毀敵之抗戰能力，作戰地區大致在安慶、信陽、嶽陽、吳城之間。
這樣，日軍第11軍主力便沒有被納入大本營南方作戰計劃之中，仍執行其原來的任務。
1941年12月8日，日軍偷襲美國在太平洋地區的海軍基地珍珠港，太平洋戰爭由此爆發。
同日，駐廣州的日軍第23軍正式向香港發起進攻。
同日，最高統帥命令在長沙附近的暫編第2軍及第4軍開始南下，準備策應香港方麵的英軍作戰。
12月10日，日軍第11軍召開各師團參謀長會議，研究下一步對第9戰區應采取的策略。在這次會上，阿南惟畿訓示其屬下說：由於南方作戰的開始，人們心中彌漫著一種認為中國方麵已成為次要戰場的想法，要特別以此為戒。在此時機，自始至終要采取積極手段，對重慶施加壓力，至少不能鬆懈，要整備進攻的態勢，進一步加強部隊的教育訓練。
12月12日，日軍第11軍得到了第9戰區部隊一部已開始南下的情報。參謀長木下勇得知這個情況後非常興奮，他認為這正是對第9戰區發動進攻的大好時機。理由很簡單，但又很站得住腳：牽製第9戰區部隊南下，策應第23軍及南方軍的作戰。
12月15日，第11軍製定了具體的作戰指導方案。作戰發起的時間定在12月22日前後，作戰期限定在兩周左右。阿南惟畿清楚，在目前日本戰線拉得如此廣大的時候，大本營對於中國這個泥淖已無能為力，失去了徹底征服中國的信心，要擴大戰場，肯定不會得到批準。他的設想是：以第6、第40師團將新牆河南岸的第9戰區第20軍擊潰，並於關王橋附近將其捕捉殲滅；然後，隨著第3師團的到達，投入第6師團的右側，將汨羅江南岸地區的第37軍擊潰後，即結束作戰。
中國派遣軍總部很快就批準了日軍第11軍的這個作戰方案。同時，命令獨立混成第9旅團及第1飛行團協同作戰。
根據阿南惟畿的作戰計劃，日軍預定使用的兵力為：第3、第6、第40師團，獨立混成第9旅團原屬“華北方麵軍”第1軍，駐太原。因第11軍的第4師團調整至上海為大本營預備隊，獨立混成第20旅團又調至寧波接替參加南方軍的第5師團，第11軍兵力不足，臨時由“華北方麵軍”調整而編成。，獨立第65、第95大隊(外園支隊)及軍直屬工兵隊、野戰重炮兵大隊等。總計8個步兵聯隊(25個步兵大隊)、2個騎兵聯隊、2個野戰炮兵聯隊、2個山炮兵聯隊、1個野戰重炮兵大隊、2個獨立山炮大隊、3個工兵聯隊、3個輜重兵聯隊等，共約7萬人。
日軍準備動手了，對麵的中國第九戰區也沒有閑著。
第二次長沙會戰結束後，第9戰區上下都進行了長時間的檢討，總結有關的經驗教訓。
11月17日，薛長官在長沙召開戰區官兵代表會議，就有關訓練、作戰等問題做了指示。
前兩次作戰，日軍基本上都是長驅而入，隨後又全身而退。第9戰區的部隊雖然給了日軍以一定打擊，但相比之下，第9戰區部隊本身的傷亡更多，損失更為慘重。這讓薛長官對日軍的作戰能力有了更為清醒的評估，同時，也加深了其對消滅對方有生力量重要性的認識。
另外，對於如何對日軍進行逐次抵抗，如何切斷其退路，怎樣選定決戰地區等問題，前兩次作戰處理得都不夠妥當，這也是薛長官自第二次長沙會戰結束後一直在考慮的重點問題。
薛長官認為，在敵我雙方軍事裝備和綜合作戰能力相差懸殊的情況下，一味采取硬打硬拚，“與陣地共存亡”的戰術，並不策略。那樣，往往會造成被動挨打的局麵，並為日軍所包圍殲滅，隻會付出無謂的犧牲。而為了誘敵深入采取直線後退也不是好辦法。因為，日軍的機械化部隊多，騎兵多，跑得快，第9戰區部隊在後退時，很容易被日軍追上；同時，部隊一旦直線後退，就很難再站穩腳跟，這樣，反而會衝亂己方後線陣地，從而造成一種不可收拾的潰退局麵。
在經過長期反複考慮，參考了南昌作戰和第一次長沙作戰的經驗以後，薛長官在這次會上提出了號稱“天爐戰法”的一整套作戰方案。