就在第124师团与苏军激战时，第5军司令官清水规矩正在调集部队以加强对牡丹江市的防守。

调在密山地区的第135师团，至牡丹江市东北就近的桦林地区；调在八面通的第126师团至牡丹江以东铁路线上的四道岭地区，与135师团组织正面防守。

当126师团一部于11日晚、135师团一部于13日晚到达指定地区，正在挖单人掩体和交通壕时，其在穆棱镇前方的第124师团已被歼灭，苏军一部已迂回至磨刀石车站。

为阻止到达磨刀石的苏军继续前进，清水规矩急调其军部之干部教育队一个大队约1千人和后勤干部教育队约600人，并配备了1个15公分口径的榴弹炮中队及135师团增强第124师团的两个步兵大队，由第3野战筑城队队长小林大佐指挥，部署于磨刀石以西之铁路两侧。

由于电话不通和电台联络不畅，直至8月14日的半夜，敌第5军守卫牡丹江市的作战计划才上报至敦化的方面军司令部，但喜多诚一训令第5军，应奋力抗击以阻止苏军，不得已时部队后撤至横道河子和敦化地区。

第5军组织四道岭地区防御，时间非常仓促。先到达该地的126师团，以掖河车站为中心，向东、向南形成半圆形之防御地带。

师团司令部位于掖河站以南之兵器厂，277联队位于掖河车站以南，278联队位于掖河车站之东南，279联队在四道岭铁路正面两侧，并派出一部扼守铁路北侧之高地。

原在密山的第135师团，到达牡丹江东北的桦林与四道岭之间新阵地的时间较晚，因接到紧急转移命令时，其368联队还在虎林镇，而该联队尚有分散在松阿察河沿岸和乌苏里江边的独木河及在饶河县城的部队，此时部分铁路已经被苏军控制，368联队将收拢的部队沿着铁路以北向西，步行至裴德才与369联队、至鸡西才与370联队会合