10月中旬，傅作义集中主力部队5万余人，由集宁、丰镇等地出动，沿平绥路再次东犯，企图一举侵占张家口；其先头部队“东北挺进军”骑兵第5、第6两个师和伪军王英部窜到了张家口以西的渡口堡和阳高等地。绥察军区主力部队在渡口堡歼灭了傅作义部骑兵第5师大半，并乘胜收复兴和、尚义两城。经过渡口堡战斗，傅作义部虽然暂时停止了前进，但仍然是对解放区察哈尔、热河战略基地造成严重威胁。
渡口堡战斗之后，绥远战役之前，傅作义部队的分布情况是：第35军军部率101师和新编第31师的2个团驻集宁；新编第32师分驻丰镇、红沙坝；第67军新编第26师驻官村；新编骑兵第4师主力和35军新编第31师的91团驻隆盛庄；骑兵第4师另一部驻张皋镇；伪蒙军暂编骑兵第6师驻三水岭；东北挺进军新编骑兵第5师驻凉城，第6师驻清水河；伪蒙军骑兵暂编第5师驻新堂、天成村；骑兵挺进第5纵队驻陶林；暂编第3军的第17师驻卓资山，第10、第11师驻守归绥城；伪蒙军暂编骑兵第4师驻芦草沟；骑兵第10旅驻五原以东地区。还有阎锡山部第43军的38师和伪军独立第4警备队驻守大同，伪军王英部驻大同以东的周士庄、聚乐堡地区。
根据上述敌情，晋绥、晋察冀两军区决心乘胡宗南，孙连仲两部主力未到平津之前，发起绥远战役，消灭傅作义主力部队，争取解放绥远省全境，以解除或减轻华北解放区的西顾之忧，巩固以张家口为中心的战略基地。
晋绥、晋察冀军区准备参加此次战役的兵力共计39个团，5.3万余人。晋察冀军区有冀察军区的郭天民纵队，冀中军区的杨成武纵队，冀晋军区陈正湘、王平纵队，这3个纵队约3.5万人；晋绥军区有358旅，独立第1、第2、第3旅，还有绥蒙军区骑兵旅，约1.8万人。
两个军区的参战部队统一由贺龙、聂荣臻两位司令员指挥。针对敌军布阵的特点，正面比较宽阔，全部主力摆在丰镇至归绥的铁路沿线，而外围各点，如隆盛庄、三水岭、张皋镇、凉城、新堂等地，在地理上处于相对分散的状态，外围诸点的兵力配置，除了傅作义部骑兵第4师位于隆盛庄、张皋镇外，其余各点多系新收编的伪军。这样，就有利于两个军区的部队给予分割包围各个歼灭。
因此，晋绥和晋察冀军区的决定是，用晋察冀野战军主力从东面向西攻击，首先抓住隆盛庄、三水岭、张皋镇三处突出之敌消灭，然后猛向西进，割断丰镇、官村、红沙坝与集宁等地之敌的联系，加以各个歼灭。用晋绥军区主力部队由南面向北进攻，首先消灭凉城、新堂、天成村之敌，再指向归绥和卓资山，绥蒙军区骑兵旅则由北面商都出发向南打，直插卓资山。各路部队协同作战，第一步目标是会师卓资山，目的在于聚歼傅作义主力部队，为解放绥远全境奠定基础。