中共对于国民党军向延安的进攻早有预料，自1946年底起即多方布置，“西北战场的初战：西华池战斗”。但对于进攻具体时间和部署的了解，则有赖于当时已经颇见成效的地下情报网络。被周恩来誉为情报工作“后三杰”之一的熊向晖在他的回忆录中提到，1947年3月2日晨，熊被胡宗南召到其在南京的临时办公室，告以要准备打延安了，并交给熊两份绝密文件，一是蒋介石核准的攻略延安方案，一是陕北共军兵力配置情况。当晚，熊将两份文件之抄件细阅记熟后，将抄件焚毁。第二天，熊随胡宗南等返西安之后，就将该情报报告给在西安的联络人王石坚。3月7日，熊再次去王石坚处，告知进攻日期推迟。王石坚告知熊已将作战计划呈报延安，并获得赞许。当熊提出因必须随胡宗南去洛川，无法续供情报时，王石坚称战略情况已经搞清，细节可由其他人查[1]。资料表明，除熊向晖以外，中共还从其它各种渠道获得了国民党军进攻延安的消息和情报。比较重要的，如安插在西北补给区司令部的蔡茂林通过中社部西安情报处王超北所提供的敌军番号、部队驻地、指挥官姓名、人员编制及现有人数的服装补给计划表册等情况；在西北宪兵司令部任特高参的毛培春（化名孟西山）提供的进攻陕北的作战计划和兵力部署，包括参战部队、多少兵力、洛川特务机关住址、保警队等情况（可参见拙文“解放战争中西北战场的情报和通信工作随谈”）；国民党军进攻延安的作战计划，也由西安情报站的吴伯畅以紧急情报上报中共陕西省工委，再由省委电台报前方司令部。
根据各方情报，3月4日，军委作战部统计上报了国民党军准备用来向延安进攻的兵力，关中、陇东、三边和榆林4个区计有正规军7个师、24个旅、52个团，18.4万人；地方团队21个团，1万余人。总计7个师24个旅、73个团，约19.5万人。3月5日，作战部的《战况汇报》中对国民党军动态作了分析，判定“敌人是决心进攻延安”，“待整编第一、第九十师集结完毕后，进攻即可开始”。3月7日，作战部呈报了《敌攻延安判断图》及《延安南里程图》，判断胡宗南将以5个整编师由宜川、洛川一线向北进攻。
国民党军全面进攻陕甘宁边区，夺取延安，原有两个方案：
一是以胡宗南集团从南线，宁夏马鸿逵、青海马步芳集团从西线，傅作义及邓宝珊集团从北线，三路进军合击延安；以阎锡山集团位于黄河东岸堵截，一举歼灭我军。另一案则是以马鸿逵、马步芳、邓宝珊集团在西线及北线牵制配合，集中胡宗南集团从南线突破，攻占延安，歼灭我军于边区或驱逐我军东渡黄河或北上绥蒙沙漠地带。
依照我军的分析，其第一案兵力集中，将缩小我军回旋余地，增加我军作战困难。但是，傅作义远道抽兵困难，阎锡山自顾不暇，而青宁二马及邓宝珊既怕胡宗南乘机消灭“杂牌”，又怕遭我军各个歼灭，各图保存实力；而胡宗南一方面自信兵力优势足以攻取延安，另一方面又害怕二马夺取延安，抢走其功劳并趁机向陕西发展。因而胡、马、邓实际上各怀异志。因此，我军估计敌军以东面堵击，其它三面同时突击的可能性虽然存在，但胡、马、邓集团之间存有矛盾，三面兵力数量悬殊，故此种可能甚微。我军依据当时敌情、地形判断，敌必以南线为主要突击方向。
胡宗南在2月28日和参谋长盛文一起赴南京面见蒋介石，当蒋介石询问其对陕北作战的把握时，胡宗南列举兵力对比，称“极有把握”。当晚在饭桌上，蒋介石再次询问胡宗南究竟有无把握，胡宗南仍然坚持原先的说法。3月1日，国防部、蒋介石都同意了其进攻延安的方略。
不仅国民党之主要战役方向为中共所料中，其具体之进攻线路，即沿咸榆公路及其以东鄜县、临真地区为主要突击方向，亦在我军意料之中。这是因为：
1、该方向是进攻延安之捷径，按行程计算，一昼夜可到达延安；
2、右翼有黄河屏障，可以避免晋西南我军击其侧背，同时该地区有咸榆公路运输干线及洛川至宜川、西安经澄县至宜川、西安经大荔、韩城至宜川等公路为支线，后方交通运输便利。咸榆公路以东延安以南地区，虽为稍林山地，但鄜县、牛武、南泥湾间及宜川、临真、南泥湾、延安间均有大路相连，稍一加修即可通汽车，便利兵力机动与物资供应。咸榆公路以西地区则山大林密，交通不便，多横断沟，且路途较远，补给不便；
3、国民党过去数次计划攻击延安，均以此为突击方向。
国民党在西北的兵力一共43个旅，32万人。除守备新疆的9个旅7万人以外，用于进攻陕甘宁边区的共34个旅25万人。其中蒋介石嫡系西安绥署胡宗南集团20个旅17万余人；西北行辕张治中、马步芳、马鸿逵集团12个旅6.9万人；邓宝珊集团2个旅1.2万人。军委作战部当时大概已经正确判断出两马集团不会迅速加入进攻延安的战斗[4]，因此未将西北行辕的部队计入。细算起来，胡宗南集团兵力共计人，包括整编第一军（人）、整编二十九军（人）、整编十五师之一三五旅（4700人）、整编三十八师之五十五旅（7000人）、整编十师（含十旅、八十五旅共计人），其中整编第一军含整编一师（一旅、七十八旅、一六七旅，共计人）、整编二十七师（三十一旅、四十七旅，共计人）、整编九十师（五十三旅、六十一旅，共计人），整编二十九军含整编十七师（四十八旅、十二旅、八十四旅，共计人）、整编三十六师（一二三旅、一六五旅、二十八旅，共计人）、整编七十六师（二十四旅、一四四旅、新一旅，共计人）。邓宝珊集团二十二军（八十六师、新十一旅）共计人。胡、邓集团约人，加上国民党地方团队1万余人，总计是19.5万人。
据整编第一军九十师副师长任子勋回忆，至3月10日，集结在洛川附近的，计有整二十九军之整三十六师（一二三旅、一六五旅）、整七十六师（二十四旅、一三五旅）、整十七师（十二旅、四十八旅、八十四旅），共7个整编旅；集结在宜川附近的，计有整一军之整一师（一旅、七十八旅、一六七旅）、整二十七师（三十一旅、四十七旅）、整九十师（五十三旅、六十一旅），共7个整编旅。此外，尚有整一四四旅在同官附近集结待命。合计6个师15个旅，总数大约15万人。师旅数目和时任整七十八旅旅长的沈策的回忆基本相同，不过总兵力沈策认为“约共10.5万人”，因为“当时部队经过历次战斗和长途行军，以及各级部队长期贪污吃空等关系，实有兵员无法确实统计，所举数字系按实际情况估计的概数”。沈策的估算未计入的“还有第一战区直接指挥的驻西安第七补给区管辖的后勤运输部队的兵员和工兵、装甲兵、战车兵、炮兵、通信兵等特种部队”。
除吃空额之外，由于国民党军需要分兵占领要地、保护交通线，因而愈到一线兵力差距愈小。据胡宗南估算其第一线可以用于攻击的部队一共12个旅8万4千人，实际中真正投入战斗的人数可能更少。
中共方面对进攻延安的蒋军实力，判断基本上是符合实际的。3月17日一度以为蒋军进攻延安主力为9个旅，至19日已经查明其总兵力“总计7个师，14个旅，34个团，15万人”。
胡宗南的“研究”，“匪在陕北较正规部队有第八、第十、第三十九旅，警备第一、第二、第三、第四、第十一各旅，独立第一旅、骑兵第六师等约六万人，晋西调回匪王震所部三五八、三五九两旅七千人，陈赓所部第十、第十一、第十二、第二十四各旅约一万五千人，贺龙所部三个旅约一万人，已经训练民兵约七万人，合计为十六万人”。这个说法中所列举的番号之混乱不堪，稍有国共战史知识者不难发觉。据国民党空军方面的人员回忆，时空军作战科从情报科所获得的情报是，陕北共军有13个旅3个师共约10万人。根据此师旅数目细查，才知道当时国民党军所判定的陕甘宁边区的野战部队番号为：一二零师、二十七师、三五八旅、三五九旅、新一旅、新四旅、新八旅、新九旅、新十一旅、警备第一、二、三、四旅，骑六师，共计七万余人。另有军区及民兵部队九万余人。