11月29日，日军第2师团第29联队一部抵达大塘镇西南的那黎村，不久，第10师团第40联队也抵达大塘东南的柳桥，两路日军呈钳行攻势，目标直指邕钦路重镇大塘。
根据日军原有的计划，第2师团第29联队配属工兵一部从西南方向攻击，第16联队位于第29联队右侧，在防止国军绕袭的同时配合第29联队行动；大塘的正面，由步兵30联队配属实施进攻，野战重炮兵第22联队位于第16联队和29联队中间地带的那兰村，野战重炮兵第2联队位于公路右侧约3公里的那巴，替正面进攻的第30联队提供火力支持；第2师团第4联队派出2个步兵大队防守西南方向的佛子山和牯牛岭，掩护日军的右翼。
第10师团从东南方向攻击，正面进攻由第39联队负责，配属工兵一部及野炮兵第3联队；第10联队位于第39联队右侧，负责进攻四寨岭、银巢山一线，为使作战容易，第10联队还配属了独立工兵第15联队、山炮兵一个大队和迫击炮一个大队，这支部队的作战目标不仅仅是遮蔽日军主力的右翼，还有迂回国军后侧的打算，在前方进攻顺利的前提下，以第10联队为基干组成的毛利支队将担负起包抄国军侧后的任务。
同时，第10师团第40联队作为日军进攻大塘的总预备队，第63联队因为在台儿庄被全歼，新组建的队伍被放到了小董一带，负责物资转运和后方的防备工作。
第4师团，因为运力不够，尚有一部在海上等待，其余步兵2个联队及师属炮兵等部队负责掩护日军的后路。
日军为这次进攻，配属了强大的炮兵部队，除了3个师团100门左右的山炮和野炮，野战重炮兵第1旅团、野炮兵第22联队，独立攻城重炮兵第4联队一共约140门火炮也参加了战斗，总共的240门火炮中，有100门以上是口径超过105毫米的重炮，其中70门以上是口径150毫米的重型榴弹炮和臼炮。
12月30日，当清早的晨雾刚刚散去，从海口起飞的在日本航空第14战队和第16战队约70架飞机，日本海军第3舰队赤城、疾风、加贺、龙骧、四艘航空母舰上起飞的飞机约150架，总数超过200架的日本各式战机开始轮番对百济、旧州、大塘等地的中国军队发起空袭。
密集的轰炸声在天地间回响，一枚又一枚重磅炸弹落在中国军队的阵地上，炸出一个个堪比池塘一样大的巨坑，整个大山似乎都在颤抖。国军防守的各个山头和阵地，被笼罩在烟雾之中，有的地段燃起