援的前提下制定作战部署。该指挥部随后制定的《收复百灵庙之机密作战计划》中，把作战方针定位“以收复失地为目的、拟以想当兵力、袭歼百灵庙之敌，收复该庙，而保守之”，并把袭击的方案定位为奇袭为主强袭为辅。该方案同时决定调动步兵八个营、骑兵八个连，山炮一个营、装甲车和汽车若干辆参加战斗，要求各部集结的时候要隐蔽，集结地不可距百灵庙太远。骑兵集结于什拉冶达、厂汗席片、哈达兔等地，步兵与炮兵集结于乌兰忽洞、东达乌苏、玻璃、察察、后乌兰不浪等附近村落。而对于袭击的部署，进攻方案中提到，骑兵从一部分从北面袭击，主力则围攻庙