鉴于四平的重要性，1946年5月，国民党军夺取四平后，就开始苦心经营城防。防御四平的是国民党军第71军，军长是陈明仁。当初率军进驻四平时，陈就料定，如此连接东西南北满的战略要地，一定会成为决战之地。经过一年的苦心经营，已将四平建设成要塞化、半永久式的坚固城市。城市周边的外围工事，由大大小小的地堡和铁丝网、陷阱、地雷带、土城墙等多种障碍物组成；城区内更是碉堡林立，沟堑纵横。火力配备采用网状配备、火力交叉的方式。有人说陈明仁在防御四平的时候，利用在东北天寒地冻的天气，叫士兵在工事上浇水，三九天工事很快就冻住了，子弹打不进去，炮弹也炸不开，林彪也无可奈何。这种说法显然不成立，因为四平攻坚战发生在夏天。
在接到蒋介石死守四平的命令后，四平全城被划定出五个守备区域，各防御部队都有清晰的作战地点，各作战地点彼此又能构成协同，每处阵地都布置了两道防御线。1.8万多兵力被集中部署在市区的重点部位，形成了一个让任何攻击者都会感到头疼的防御体系。
战前，林彪根据所得情报判断四平守敌兵力约2万人。而东北民主联军攻城兵力达到了敌人的4倍，炮火数量也占绝对优势，部队士气旺盛，打下四平应该没有问题。就当时而言，这种轻敌乐观心态在东北民主联军中是比较普遍的。因而从总部到下边的官兵都有了一种胜券在握的轻敌情绪。各纵队充满必胜信心的请战书雪片一样到达林彪处，战士们纷纷把“三战四平，再立战功”的口号贴在自己的炸药包和枪托上。
为了便于及时了解前沿情况，李天佑将攻城前方指挥所设在了四平城区西南第1纵队1、2师之间的一座小高地上，这里距敌前沿仅有300米。前线指挥员和参谋们都认为这样太危险，劝他下去，但李天佑坚决不听。就在工兵构筑前方指挥所期间，敌人以火力对指挥所地域进行射击，致使工兵伤亡3人。
