中國遠征軍滇西大反攻開始後，由於遠征軍第20集團軍猛攻高黎貢山南北齋公房古道，松山守備隊長松井秀治大佐率聯隊主力前往增援高黎貢山。守備隊長由野炮兵第56聯隊第3大隊隊長金光惠次郎少佐接任。金光惠次郎已經48歲，被同僚戲稱為「老少佐」。松井秀治帶走第113聯隊主力後，留在松山的日軍尚有第113聯隊4個步兵中隊，野炮兵第3大隊兩個中隊，並配屬有輜重兵、通信兵、衞生兵和給水兵等，還有慰安婦，總共有約1,340人。由於第113聯隊於1942年5月駐防松山後，礦工出身的聯隊軍人直接參與了對松山進行的兩年改造。他們對松山陣地的明碉暗堡和坑道溝壕了如指掌、十分熟悉，因而他們在戰鬥中懂得充分利用工事的優勢。接任守備隊長的金光惠次郎雖然對步兵作戰並不擅長，但他對防禦系統的設計非常工於心計。他給松山防禦體系的擴充完善和加密隱蔽又做了很多工夫，特別是加強了炮兵部署的隱蔽精準和快速機動。遠征軍發動進攻時，松山日軍已做好了一切準備。

松山在怒江惠通橋西岸的臘勐街北側，主峰海拔2,200米。主峰至怒江江面的垂直落差為1,500多米。站在松山頂上看怒江，彷彿從空中俯瞰，怒江如深谷中的一條銀鏈；而抬頭眺望怒江東岸的山巒，則感覺如在眼前，直線距離不過八九千米，但行程卻在60公里以上。自保山方向逶迤而來的滇緬公路，經東岸的山頭繞「之」字形盤旋而下，至怒江峽谷谷底，跨過惠通橋後又盤旋而上，先通過臘勐寨子，再環繞松山山腰綿延數千米，而後在西南方向的滾龍坡轉向龍陵。由於這裏山嶺高峻，一向人跡稀少，但又是怒江以東通往龍陵、芒市的必經之路，古時只有一條陡峭多彎的古驛道，西行者從東岸山上下到谷底，再攀援而上至西岸山頭，往往要走一整天，且一日裏要經歷谷底炎夏、山腰涼秋、山頂寒冬三種不同氣候，一向被行人、馬幫視為畏途。對怒江峽谷，松山是西岸一座超級「橋頭堡」；對滇緬公路，松山是扼其咽喉的巨手；對滇西重鎮龍陵，松山則為前沿屏障。西方記者將松山稱作「滇緬公路上的直布羅陀」。

國民黨第8軍擅長山地作戰，軍長何紹周是國民黨國防部長何應欽的侄子。第8軍下轄榮譽1師、82師和103師。從7月2日至19日，第8軍第82師和103師輪番多次進攻松山日軍滾龍坡和大埡口等陣地。日軍松山要塞共分滾龍坡（日軍稱本道陣地）、大埡口（日軍稱中間陣地）、松山、小松山、大寨、黃家水井、黃土坡（日軍稱橫股陣地）和馬鹿塘等7個據點群。每個據點群的碉堡均以數個最堅固的母堡為核心，四周有數個子堡拱衛。

擔任主攻松山的是第71軍新編第28師。新28師原屬國民黨第66軍，第一次滇緬戰役時第66軍不戰自潰，造成整個戰線的崩潰。戰後軍長、師長被撤。這次被派主攻松山，是因為當時的遠征軍高層都認為松山能輕鬆拿下，所以只需派出戰鬥力不強的新28師就足夠。因而新28師此番渡江反攻，早就憋了一肚子氣，他們為了洗刷昔日戰敗之恥和今日遭人白眼之辱，急於尋機開戰。

遠征軍南翼部隊向松山發起進攻後，對滇西日軍形成了南北夾攻態勢。遠征軍北翼攻擊兵團第53軍和54軍的作戰區域橫廣約50公里，縱長達百餘公里。區內地形複雜，山川相間。百餘里怒江，僅栗柴壩渡、勐古渡等渡口勉強可通行特製之舟渡。怒江之西有高黎貢山巍然聳立，由北而南蜿蜒而下，綿亘數百里，形成天然之屏障，陡峻險阻。山中原始森林，叢葉密布，遮天蔽日，僅少數道路勉強可以通行騾馬，其餘皆羊腸鳥道，路跡難辨。在南、北齋公房，羊腸小道多為溪流浸蝕之谷道，崎嶇險阻，勉可攀登，倘有不慎，即可墜斃。