根据这一方针，东北野战军于9月10日拟定作战计划如下：第一步，以奔袭动作歼灭北宁线除山海关、锦州、锦西以外各点之敌，切断关内外敌人联系；第二步，集中兵力攻取锦州和打增援之敌。其部署是：以第3、第4、第7、第8、第9、第11等6个纵队及炮兵纵队主力，第2纵队第5师，冀察热辽军区3个独立师歼灭义县至昌黎一线之敌，尔后相机夺取锦州、锦西、山海关；以第1、第2（欠第5师）、第5、第6、第10等5个纵队，位于沈阳西北及长春、沈阳之间，阻止沈阳之敌向锦州或向长春增援，并随时准备参加攻锦作战和歼击长春突围之敌；以第12纵队和6个独立师、炮兵纵队1个团及内蒙古军区骑兵第2师等部，继续围困长春。
兵临城下
夺取整个战役主动权的关键在于迅速攻克锦州，断绝东北与华北国民党军之间的联系，封闭卫立煌集团于东北，形成“关门打狗、瓮中捉鳖”之势，而欲达此目的，必须首先占领义县。
义县，旧称义州，位于锦州以北50公里，是锦州至承德、锦州经新立屯至沈阳的交通枢纽，北宁线和辽西走廊的北部屏障，是锦州北部的重要门户，也是东北野战军长驱直取锦州的必经要道。在国民党军看来：“欲保东北，必守锦州，欲守锦州，必保义县。”攻取义县，东野就能打开通往锦州的大门，扫除进军道路上的重要障碍，为攻锦部队、特别是炮兵、坦克部队和后勤供应开辟通道，还能了解云南部队守城作战的特点和战斗力，为攻打锦州积累经验。
义县城墙高约10米、宽约3.5米，系砖石结构，北靠大凌河，城东、西、南面为冲积平原，地势平坦开阔，有四米宽、两米深的护城河。守军为范汉杰的嫡系部队93军暂编20师，是1948年3月由阜新撤退防守义县的半美械装备部队。该部老兵多（约占五分之三）,技术战术均较熟练，未受过重创，战斗力较强，总兵力不下七干人，下辖3个团，直属山炮营、工兵营、辎重营、通信连、特务连、野战医院等。除正规军外尚有骑兵支队、地方保安部队共1.2万余人。守军从春播起就严禁在城下1.5公里范围内种植高杆庄稼，只准种低矮作物，还强行拆除了零散民房，清除了妨碍射界的较大建筑。少将师长王世高认为所部兵强马壮，武器精良，粮弹充足，并修有坚固工事，加之还有空军优势，锦州近在咫尺，支援方便，如锦义地区同时发生战斗，关内可经葫芦岛，关外可由沈阳增援。守义县是固若金汤，稳如磐石。
义县的整个防御体系是以旧城墙为基础构成核心阵地，加强和增筑城外的许多连排据点，形成主阵地带。另外在主阵地前方的主要村落构筑前进据点。形成一个广大纵深的立体火网。具体分为五层防线：
