Çatalca Savunma hattı, 93 harbinde 1877 yılında Ruslara karşı oluşturulmuşken sonrasında 1912 yılına kadar görev yapan Alman uzmanların tavsiyesi ve yardımlarıyla Osmanlı ordusunca beton duvar ve tahkimatlar, kalıcı topların olduğu tabyalarla iyice şekillendirilerek kurulmuş bir hattı. 10 kadar kale şeklindeki tabya yanında, ayrıca yer altına döşeli telefon ve telgraf hatları ile tabyalar arası iletişim sağlanabilmekteydi. Yine demiryolu ve ulaşım hatları da savunma hattına uygun bir şekilde konumlanmaya çalışılmıştı. Bununla birlikte İstanbul, Osmanlı imparatorluğunun merkezi bir şehri olarak hastaneleri, ufak cephane fabrikaları, liman ve demiryolu ağı ile yakınında Çatalca'daki birliklere lojistik destek olabilecek durumdaydı. 1912 yılı öncesi savunma hattındaki bir kısım toplar Edirne'ye gönderilmiş ve bu hat bu yönden zayıflamıştı ancak Ekim 1912'de Balkan muharebesi başladığında hızlı bir şekilde düzenlenmişti ve Lüleburgaz Muharebesi sonrası bu düzenlemeler iyice hızlandırıldı. Nazım Paşa da artık stratejik şehirlerin korunması ve Osmanlı ordusunun savunmada kalması gerektiğini geç de olsa fark etmişti. Buna göre hareket etmeye başladı. 7 Kasım'da Doğu 1. ordu ve 2. ordularını dağıtıp yerine "Çatalca Ordusu" adı altında tek bir ordunun kurulmasına karar verdiğini bildirdi. 1., 2. ve 3. nizami kolorduları bu ordunun temeli olarak belirledi. 17., 18. geçici kolorduları ve 4. kolorduyu ise dağıttı. İzmit, Uşak, Konya, Uşak redif tümenleri gibi Lüleburgaz, Kırkkilise Muharebesi'nde iyice kuvvetleri eksilen redif tümenlerini dağıttı. (dağıtılmasına karşın sonrasında bu redif tümen askerlerinin bir kısmını 3. kolordu tümenlerinde kullanacaktır) Böylece 3 ana kolordusu olan (1., 2., 3. mürettep kolordular) bir ordu ortaya çıktı. Bu arada İstanbul'a takviye gelecek sınırlı sayıda takviye redif tümenlerinin düzenlenmesi gerekiyordu ki bunlar da 1., 2., 3. mürettep redif kolordusu olarak 3 kolordu komutanlığı çatısı altında düzene sokuldu. Bunun yanında redif tümenleri de yeni Kırkkilise ve Lüleburgaz yenilgilerini görmemiş tamamen yeni redif tümenlerinden oluşturuldu. Kafkaslardaki 3. ordudan 29.; 30. piyade tümenleri, Anadolu ve İstanbul'daki 8 redif tümeni takviye olarak kullanılacaktı. Bu arada süvari alayları tek bir tümen haline getirildi. Osmanlı Planı gayet basit şekilde hazırlandı. Nizami 1., 2. ve 3. kolordular en ön safta yer alırken arkasında 1., 2. ve 3. redif kolorduları bu kolordulara destek sağlayacaktı. Osmanlılar topçu birliklerini yine 3 kolorduya destek verecek şekilde 3 alanda 3 komutanlığa bölünüp gruplaştırdı. Yine sabit topların yanında seyyar muharebe toplarını da bu alanda topladı. Böylece her kolordu, 3 noktada seksen birer toptan yardım görecek hale geldi. Topçuların bu şekilde yenilikçi şekilde bir araya getirilmesi ve iyi şekilde yerleştirilmesi Bulgar ordusunu muharebenin ilerleyen safhalarında zora düşürmüştür. Bunun yanında Osmanlı donanması bakımsızlık ve parasızlıktan kötü durumda olsa da gemilerin bir kısmı yine de askere destek için kıyı hatlarında Bulgar mevzilerine karşı yapılacak bombardıman da kullanılabilecek durumdaydı. Bu sebeple donanmadan bir kısım gemiler Bulgarların saldırıları sırasında, onların mevzilerini bombalamak üzere görevlendirildi.