在独立第二师、内蒙古骑兵第一师的配合下，于黑山、大虎山地区设防，阻击西进兵团南进。21日凌晨，十纵队到达了指定位置，东总发来急电，要求部队严守军事秘密，不准吹号、点灯，防止逃亡，十纵队经勘察地形后，迅速定下了防御决心与部署：以二十八师坚守黑山地区，控制黑山县城。八十三团坚守大白台子、牛屯、大边壕阵地；八十四团坚守黑山城北及城东之高家屯地段阵地；八十二团集结于贺家洼子、小龙湾、孙屯、东大道地域，为师的二梯队；师炮兵阵地位于黑山城北高地。师指挥所位于县城北高地天主教堂。

    三十师坚守大虎山地区。八十九团坚守大虎山、万家、大边壕(铁路以北)阵地；九十团坚守四台子、三台子、二台子及铁路桥(铁路及以南)阵地；八十八团控制大虎山185高地(今为142高地)为师的二梯队，师炮兵阵地位于大虎山车站。

    二十九师坚守县城以西营房地区。八十五团坚守彦屯、小白台子、王木匠屯阵地；八十六团坚守司屯、黄土坎、蒋屯阵地；八十七团集结于赵屯、小岭、薛屯，为师的二梯队；师炮兵阵地位于91高地。

    内蒙古骑兵第一师(欠三团，该团在长春外围)为纵队总预备队，首先占领胡家窝棚警戒阵地，担任主阵地前沿的警戒和掩护任务。八十二团派出七连占领尖山子警戒阵地。二十八师侦察队于十里岗子向北查明情况。纵队炮兵团位于腰台子地域。

    基本阵地前沿于四台子、苗家屯、曹家壕、大虎山铁桥、关家窝棚、阎家壕、高家屯(101高地、90高地、92高地)、大白台子、小新立屯、小白台子、两家店、90高地、103高地一线，形成一条长约25公里的弧形防御线。第二阵地前沿位于三台子、二台子、大虎山(185高地)万家壕、95高地、孙屯、陈屯、黑山城北高地、马屯、薛屯。

    纵队指挥所位于黑山城，观察所位于城东北高地，纵队后方指挥所在王枪手屯。

    各师按纵队部署选择阵地后立即开始抢修工事，时值秋末，夜间气温降到零度以下，棉衣没有运到，战士们穿着单衣。时间紧，各阵地都是轮班作业，昼夜奋战，按要求构筑了堑壕、轻重火器掩体，开设了指挥所、观察所、救护所，还构筑了预备掩体。主要发射点均铺有钢轨和6层20厘米粗的木料，上面盖土达1.2米。部分掩体构筑了避弹掩所和猫耳洞。

    八十二团和警卫营还派出部队分别挖断了通向黑山的两条主要公路，挖掘了反坦克壕和反坦克陷阱，经过一昼夜的奋战，主要阵地工事初具规模。城东高地是全纵队防御的重点，东可控东沙河以东平原，扼制北宁铁路，西可虎视黑山县城控制沈(阳)山(海关)公路，这是一条南北走向的丘陵，长约2.5公里，最宽处约1公里，在黑山城东北方形成一道天然的屏障，由北向南依次为92高地(今标高62．8)、101高地(今标高78．2)、下湾子西高地(今标高58．7)、94高地(贺家洼子东侧，今标高70．6)，东侧有高家屯西北无名高地，其101高地为最高点，是防御方向的主阵地。但城东高地是土石山，构筑工事极为困难，二十八师集中了2000多人，一昼夜仅挖出了不足1米深的堑壕1000米，用了200条麻袋堆集了10个火力发射点，根据这种情况，纵队和二十八师决定，请求地方政府支援，抢筑堆积式野战工事，在县政府的动员下，群众捐献了大批物资，仅木料就有5000多件，县里又组织民兵和民工，参加构筑工事，终于在22日前完成了任务。

    廖耀湘兵团原认为在黑山地区解放军的兵力不大，攻击容易得手，21日，在半拉门方向，国民党四十九军主力和骑兵三旅，向独立二师阵地发起攻击，以炮火反复轰击，使独立二师抢修的野战工事遭到严重破坏，战斗进行了1天