：伪满国防军第1师、第2师、奉天高级警备总队、沈阳城市宪兵武装，再强行征召城内青壮组建临时警备队，各类伪军杂色武装合计53000余人。
至此，沈阳守城总兵力突破103000人，兵力厚度、兵员质量、兵种完整度，远超此前的锦州会战，是关东军在东北战场能够拼凑出的最后、最大、最强的终极重兵集团。
除了绝对兵力优势，山田乙三倾尽关东军残存全部技术家底，搭建起陆海空立体化、全方位的防御反击体系，意图在沈阳与我军展开全方位、全兵种的硬碰硬决战。
日军装甲力量尽数集结到位：
关东军战车第1联队主力、战车第7大队残部完成整合整编，集中收拢97式中型坦克、95式轻型坦克、一式反坦克战车共计87辆。所有装甲单位全部隐蔽部署在沈阳城郊预设反坦克堑壕、钢筋混凝土堡垒、丘陵掩体之后，构建起机动装甲反击集群，伺机对冲我军装甲洪流，依托地形抵消我军装备优势。
日军炮兵火力全部压满部署：
整合沈阳永久要塞重炮大队、关东军残留野战重炮联队，归集150毫米重型榴弹炮、105毫米野战炮、75毫米山野炮共计130余门。所有重炮全部隐蔽布置在加厚钢筋混凝土永备炮位、山体坑道暗堡、城防地下工事之内，构建交叉封锁火力网，既能远程覆盖我军集结阵地，又能近距离压制前沿攻坚部队。
日军残存航空力量全员升空参战：
新京、奉天两大野战机场剩余的全部战机紧急起飞，拼凑零式战斗机、隼式制空战机、九九式俯冲轰炸机共计42架，依托本土机场的近距离补给优势，在沈阳空域来回梭巡，伺机低空偷袭我军行军纵队、炮兵阵地、装甲集群，拼死争夺局部制空权，试图以空中打击打乱我军总攻部署。
十万重兵驻守、130门重炮列阵、87辆坦克伏敌、42架战机盘旋，再叠加沈阳历时14年修筑的四层立体永久要塞体系，让整座城市化作一座密不透风的钢铁杀戮堡垒。
外层是城郊连绵百里的丘陵战壕群、野战阻击阵地；中层是城郊碉堡群、反坦克壕、地雷封锁区；内层是高大厚实的主城城墙、环城堡垒群；最底层是贯穿整座城市、
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