骑兵第2联队，下辖2个中队。
工兵联队，只有第2中队。
另外，还有通信队、辎重队各1个。
合计有8个步兵大队，2个骑兵中队，4个野炮兵中队，1个工兵中队。
每个步兵联队有2个步兵大队，每个大队有3个步兵中队，1个机枪中队，1个步兵炮小队。联队主要装备有：山炮2门（每门炮备弹量只有100发），平射步兵炮2门，曲射步兵炮4门，掷弹筒18具（每中队3具），重机枪每个大队有10挺。
为了战时能快速扩充兵力，其步兵中队的武器装备都超标配置，每个中队装备轻机枪达15挺之多，每个小队5挺，而正常编制是每个小队2挺。
除野战主力的第2师团之外，还有担任铁路守备的独立守备队，司令官上森连中将。下辖6个独立守备大队，以大队或中队的规模分段驻守，控制了南满铁路沿线的各大要点。每个独立守备步兵大队下辖4个步兵中队，每个中队约160人，加上其他人员共约4000余人。
主要武器装备有：轻迫击炮8门（每门炮备弹200发），旧轻迫击炮16门，平射炮14门，曲射炮8门，狙击炮7门，山炮10门（每门炮备弹120发），重机枪每个大队8挺，轻机枪每个中队6挺，掷弹筒每个中队3支。除了较缺乏野战炮兵外，整体装备和战斗力并不弱于正规师团。
其他守备兵力还有要塞部队、重炮兵大队、关东军宪兵队等，约3000多人。其中，野战重炮兵大队下辖2个中队，装备38式150mm榴弹炮8门。
为了加强重火力，关东军专门从本土的野战重炮旅团中秘密运来2门240mm重榴弹炮，配备炮弹200发，在当晚22时25分左右，这两门重炮猛烈轰击奉军营地。
除野战师团和守备队之外，还另有“在乡军人”和警察等辅助兵力，约有1万余人。所谓“在乡军人”，其主体就是退伍军人，现役期满退伍后即转入预备役、后备役，战时则接受征召并补充入伍。
事变时关东军兵力不足，动员了大批“在乡军人”应急补充入第2师团和各守备队，迅速扩充了兵力。即便这样兵力还是严重不足，又动员了驻朝鲜半岛的“朝鲜军”。
“朝鲜军”下辖第19、20两个师团，4个旅团，共约多人。其中第19师团驻罗南，师团长森寿中将；第20师团驻龙山，师团长室兼次中将；还辖有第6飞行联队，驻平壤的美林机场，联队长长岭龟助大佐。
9月19日，第20师团在没有得到参谋本部命令的情况下，就迅速抽调第39混成旅团，在旅团长嘉村达次郎少将的率领下跨境入侵增援关东军，兵力有77、78步兵联队，野炮兵第26联队，1个骑兵中队，1个工兵中队。
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