在武器装备方面，中国军队与日本军队也相差甚远。日本陆军一个师团与中国陆军一个师对照：各种枪支，日军师团九千四百七十六支，中国师三千八百三十一支；掷弹筒，日军师团五百七十六具，中国师二百四十三具；轻机枪，日军师团五百四十一挺，中国师二百七十四挺；重机枪，日军师团一百零四挺，中国师五十四挺；野山炮，日军师团六十四门，中国师十二门；步兵炮，日军师团四十四门，中国师三十门。以上仅为常规武器，尚不包括日军师团拥有的上千辆特种战车以及数十辆坦克。就战斗实况而言，日本陆军不但配备有大量的特种兵，还能得到空军和海军的全力支援。
一九三七年，日本海军仅次于英美，实力位居世界第三。中日战争爆发时，日本海军已经服役的作战和辅助舰艇有：航空母舰四艘，主力战列舰九艘，重巡洋舰十二艘，轻巡洋舰二十一艘，驱逐舰一百零二艘，潜水艇五十九艘等，总计二百八十五艘。而中国海军至中日开战前夕，共有各种舰艇一百二十余艘，且都是小型舰艇，实际可以投入作战的舰艇仅有六十余艘，总排水量约六万吨，不足日本海军的二十分之一。日本陆军航空兵拥有五十四个飞行中队，其中战斗机中队二十二个，每个中队有常用战斗机十二架，备用战斗机八架；轻型轰炸机中队六个，每个中队有常用轰炸机九架，备用轰炸机四架。另外还有侦察机中队十五个。总计，日本陆军航空兵有各种作战飞机约九百六十架。而中国空军名义上拥有各种飞机六百多架，但能够参战的飞机仅有三百零五架。
国民政府在认识到中日战争不可避免的同时，也认识到了中国军队与日本军队之间的巨大差距。自己制造不了，只有在有限财力支撑下进口武器。由于国民政府的军事顾问是德国人，于是中国从德国进口的武器最多。中日战争爆发前，从德国购买的坦克、重炮、高射炮、机枪、探照灯、鱼雷和舰艇等，大约装备了三十万人的中国军队。
德国军事顾问提醒蒋介石：“发展具有战略性的交通系统，在日本入侵时，可以迅速地输送部队至危急地区，实为当前首要任务。”蒋介石立即派出军事交通考察团赴欧洲考察，并主持制定出国防交通建设计划。截至一九三七年上半年，国民政府先后建设的铁路项目有：一九三五年九月，同蒲铁路通车，打通了平绥、陇海两大干线；一九三六年四月，株洲至韶关段通车，全线贯通了粤汉铁路；同年，浙赣铁路通车至南昌；一九三七年七月，广九铁路和苏嘉线投入运行；一九三七年上半年，陇海铁路宝鸡以东至连云港线路通车；一九三七年夏，南昌至株洲段通车。同时，镇塘江铁路大桥也基本建成。中国铁路的通车里程已达一万三千公里。中日战争爆发时，中国的公路已有十万九千五百公里，全国连接各省之间的公路网基本形成。
然而，现代交通工具的严重匮乏，直接导致了在本土作战的中国军队调动的速度，竟然比不上从异国侵入的日军。或许认识到中国军队很难快速设防，快速突击，于是按照中国人的思维惯性，国民政府耗费巨资在沿海和沿江诸要点修筑了大量的国防工事。中日战争爆发前夕，江苏、浙江、山东、河南、陕西、绥远、冀察各区的第一期国防工事已基本修筑完成。可是，日后的战争进程证明，这些花费大量资金修筑的国防工事基本上没有派上用场，它们或是被撤退中的中国军队遗弃，或是当敌人来临时工事还没有完工，或是完工了但却是根本不能使用的“豆腐渣”工程。
中国应对战争的准备有着无法逆转的重要欠缺。但是，战争已在眼前。即使对于日本来讲，虽然已经发动了对中国平津以及淞沪的战争，但是在必须确保的“满洲国”的东北西三面，苏联远东军的存在始终是一个巨大的忧患，忧患令日本在向中国全面开战时不得不想到这也许是“一种冒险”。因此，即使在一九三七年夏天，日本还是想到过速战速决的问题。正在进行的淞沪战事，远没有日本人设想的那样“取得进展”。更重要的是，中国已经动员起全国所有的力量进行战争准备。因此，日本人认为，必须“依靠行使必要的实力来收拾事态”，“务必给予”中国军队“以彻底的打击，使其丧失战斗意志”。
八月十二日，国民党中央常务委员会召开临时会议，决定设立国防最高会议为战时党政军的最高领导机构。这个机构以国民政府军事委员会委员长蒋介石为主席，以国民党中央政治委员会主席汪精卫为副主席。会议还决定组成中国大本营，由蒋介石任海陆空大元帅，程潜任参谋总长，白崇禧任副参谋总长。中国大本营将全国划分为五个战区：第一战区：司令长官蒋介石兼任，辖第一集团军，总司令宋哲元；第二集团军，总司令刘峙；第十四集团军，总司令卫立煌。第二战区：司令长官阎锡山，辖第六集团军，总司令杨爱源；第七集团军，总司令傅作义；预备军，总司令阎锡山兼任。第三战区：司令长官冯玉祥，辖第八集团军，总司令张发奎；第九集团军，总司令张治中；第十集团军，总司令刘建绪；第十五集团军，总司令陈诚。第四战区：司令长官何应钦，辖第四集团军，总司令蒋鼎文；第十二集团军，总司令余汉谋。第五战区：司令长官蒋介石兼任，辖第三集团军，总司令韩复榘；第五集团军，总司令顾祝同。
由大元帅和参谋总长直辖的部队是：第一预备军，司令长官李宗仁；第二预备军，司令长官刘湘；第三预备军，司令长官龙云；第四预备军，司令长官何成浚；第十七集团军，总司令马鸿逵；第十八集团军，总司令朱德。海军总司令陈绍宽；空军总司令蒋介石（兼），空军前敌总指挥周至柔。接着，国民政府以大元帅蒋介石的名义正式下达了大本营第一、第二、第三号训令。
几乎是同时，日本陆军参谋总长载仁亲王和海军军令部总长伏见宫博恭王晋齐谒天皇，呈奏扩大对华战争方案。在奉答天皇的垂询时，两总长就如何能使“中国丧失战斗意志”进行了凶狠的表述。八月二十四日，日本内阁召开会议，决定以帝国议会开幕式诏书的形式，代替天皇正式的宣战诏书。日本天皇的这份诏书，等同于日本已经向中国宣战。一九三七年九月，无论早有预谋的日本，还是尚在准备的中国，都已表示出强硬的立场。日本人说，须迅速彻底地让中国丧失战斗意志。中国人说，须用中国的不屈意志战胜强大的侵略者。中国人同时也知道，面对这场战争，这片国土将承受难以预料的灾难和苦痛。“寇深矣！祸急矣！”