城关内及绵山上驻日军50余人，配备5挺轻机枪、4个掷弹筒。关北不足500米的大口村，有百余户人家，驻伪军10余人。
娘子关车站位于娘子关城关以西约1.5千米，磨河滩村东南，是正太线要点之一，驻扎日军独立混成第四旅团独立步兵第十五大队第四中队主力，附大队炮兵、机枪中队各一部，共128人。配备70毫米步兵炮1门，81毫米迫击炮1门，50毫米掷弹筒10个，重机枪2挺，轻机枪7挺。
东兵营为日式平房，距营房10米四周筑1米高土围墙，墙上开射击孔。南山上300米处筑1座碉堡，周围设简易工事和1道刺铁丝网，碉堡火力可完全控制唯一的上山小路。
西北边筑砖木结构机枪、步枪掩体，周围是开阔地，难以接近。东北偏西、西北有矮灌木丛，可隐蔽接近。北面是绵河，通常水浅河窄，雨季山洪暴涨，水深河宽。
娘子关是正太路上重要的日军据点。因此，娘子关就成为百团大战破袭正太路的重要目标之一。
战前，郭天民和刘道生将啃"骨头"的任务交给了第五团。团长陈祖林、政委肖锋都是能征善战的英雄，第五团也是晋察冀二分区的主力团。
第五团的基干指挥员是老红军，部分是伤愈归队的老八路，其余大部分是当地农家子弟参军的新兵。因老红军、老八路比其他团多，战斗力是分区里最强的。