双方准备
中国方面，先是在甲午战争爆发前的1894年7月14日，光绪皇帝即降旨命直隶总督兼北洋大臣李鸿章速为筹备，即派一军由北路进发，另派南路军由海路接应叶志超军。从7月21日开始，南北两路援朝军同时分批登程，其中南路援军在丰岛海战中被日军歼灭，北路入朝之援军即所谓四大军，包括盛军、毅军、奉军和奉天吉林练军，李鸿章让他们驻扎朝鲜北部重镇平壤，“会合各军，图援汉城”。卫汝贵率领的盛军和马玉昆率领的毅军首先于8月4日入驻平壤，其次是和左宝贵率领的奉军，最后赶来的是丰升阿率领的奉天练军盛字营和吉林练军，于8月9日赶到平壤，终于形成四大军会师之势。
四大军共计32营，合计13526人。8月21日和28日，叶志超和聂士成先后率成欢战败归来的残兵进入平壤（聂士成在9月2日离开平壤回国），朝廷任命叶志超为平壤诸军总统。清军按李鸿章“先定守局，再图进取”的方针，在平壤赶修工事，择险分屯，同时又在平壤后路各地布置兵力。清军驻守平壤的总兵力，计步、马、炮约15000人，拥有野炮4门、山炮28门、速射炮6门，贮存足够全军一个月食用的军粮。
早在1894年8月1日正式向中国宣战前，日本政府就对战争的发展做出了各种估计和设想，并据以制定了“作战大方针”。其要点是：作战准备分两期进行。第一期，派陆军进入朝鲜，牵制清军；同时，出动海军寻求与中国海军进行主力决战，夺取黄海及渤海制海权；第二期作战视第一期之海战结果而定。共有三种方案：（甲）如海战胜利夺得制海权，即运输陆军在渤海湾头登陆，于直隶平原与清军进行主力决战；（乙）海战结果虽不能夺取制海权，然已使中国舰队不能驶进日本近海时，派陆军前进，驱逐清军出朝鲜，扶植朝鲜“独立”；（丙）若海战失败，制海权为中国海军所夺，则加强在朝鲜的防守，击退清军的进攻。但日本政府考虑到海军主力决战何时进行难以拟料，且海战即使胜利，由于气候和运输条件，若进行直隶平原大决战，至少须待来春冰雪融化。
因此，大本营根据实际情况，决定首先实施“作战大方针”的（乙）项方案。8月14日，大本营将“作战大方针”及实施（乙）项方案训令于各师团长。同时增派第五师团及第三师团一部入朝。9月1日将入朝的第五、第三两师团编成第一军，任命陆军大将山县有朋为军司令官，指挥朝鲜境内的攻势作战，向驻平壤清军发动进攻。
日军向平壤的进攻共分四路，采取分进合击，四面包围的战术：
由大岛义昌少将率混成第九旅团（约3600人），自汉城出发，循汉城至平壤大道，达平壤大同江南岸，以牵制、吸引清军，便利其他部队由平壤左、右翼及背后进行包围攻击；
第五师团本队（约5400人）由师团长野津道贯亲自率领，自汉城发兵，出江西郡进攻平壤西南面；
由陆军少将立见尚文率领的第十旅团，称朔宁支队（约2400人），亦由汉城出发，由麦田店渡大同江，绕攻平壤东北；
由日本海运至朝鲜元山登陆的日军，称元山支队（约4700人），在步兵第十八联队长佐藤正大佐指挥下，由元山出发，渡大同江进至平壤西北之顺安，切断清军向义州的退路，并与朔宁支队会合，共同担当平壤北面的攻击。
清军在平壤的防守部署是：
在大同门外大同江面搭浮桥一座，以通往来。江南岸构筑堡垒五处，由毅军及盛军一部防守，统归马玉昆指挥；
城南外廓筑堡垒及兵营十五处，其南端由大同江北岸修筑长达二千米胸墙一道，墙下布雷，为南面第一道防线。由盛军及奉天练军盛字营驻守，归卫汝贵指挥；
城北牡丹台筑堡垒一处，牡丹台外侧沿丘陵高地自东北向西北修堡垒四处，奉军及奉天练军、江自康仁字营驻守，由左宝贵指挥；
内城之景昌门至七星门一线，由叶志超所部芦榆防军驻守。
