征北軍司開城出關之際，禁軍的偵騎就聽到了動靜。
這並非是北軍沒有採取措施隱藏，他們已經儘可能地降低影響，不舉火把，不相互爭論，甚至走路也躡手躡腳。但這到底是二十萬人的腳步，即使每個人的腳步聲輕如落葉，那二十萬片的落葉落在地上，也會濺起一道無法忽視的浪濤。
因此，遠隔數百步之外，邙山山腳的偵騎就感受到了大地震動，他們眼見得震動越來越大，夜幕下又有重重黑影漫過，頓時就意識到發生了什么，於是立刻撥馬回走，於山路上狂奔半個時辰后，趕回到了禁軍大營，並向司馬乂報告此事：“賊軍半夜起兵，開關傾巢而出，直奔邙山而來。”
司馬乂等待這一日，也已經很久了，聞聽消息后，立刻從胡床上站起來，神色冷凝不語。稍頃之后，擲刀於地，大聲說：“養兵多日，就為此時！社稷存亡與否，就看今日了！”繼而傳令諸軍，連忙生火造飯，迅速進食，整陣以待敵。
寅卯之交，夜色尚黑，禁軍已經盡數出營，列陣完畢。
他以東海王司馬越為都督，率領羊玄之、宋洪、王瑚諸將為右翼，倚靠南峰展開，倚靠地利，拱衛天子、皇后左右；以劉羨、茍晞、祖逖、令狐盛等部為中軍，列陣在山坡中央，將作為先鋒，第一時間接戰；左翼則是吳王司馬晏為帥，但他眼睛不能視物，實則由嵇紹、劉暾以及滿奮共同指揮，他們背靠北峰，與中軍右翼成夾逼之勢。其余各部則作為預備隊，列陣在后，酌情支援前軍。
七萬大軍北連北峰，南接長谷，背西向東，列堂堂正陣以待北軍。
與此同時，北軍上山之后，同樣也在進行緊張地布陣。
陸機這幾日研究戰術，認為會戰取勝的核心，並不在於正面衝殺。此次南下，除去留守虎牢關的守軍外，兵力高達二十萬。但其中的騎兵，騎軍僅有二萬七千余人，數目上尚且不如西軍，更別說士卒的作戰素質了。因此，正面衝殺決戰，必不可能是禁軍的對手。陸機就是為了抵消這一點，才特意選擇在邙山作戰。
他們所占據的邙山東面，三面高聳，相當於一個小型的盆地，陸機令大軍環山列陣，形成一個天然的口袋陣。如此一來，敵軍想要正面突破，必然是自陷重圍，難得逃生。而理智的辦法，必然是從左右兩端的山嶺上一陣一陣地攻打過去。
這樣對陣，北軍就仿佛上百張吸滿了水的紙，而禁軍則如同一支利箭。箭矢固然銳利，可輕鬆透過一層紙張，但每過一層，力量便弱上一分，打到最后，騎軍的優勢便施展不開，步軍能最大程度的消耗對方，騎軍必然精疲力盡，無力再戰。
而作戰的具體布置是：左翼由冠軍將軍牽秀與中護軍石超共同率領，麾下有董洪、王彥、李毅各部等六萬余人，右翼由冀州刺史李毅率領，麾下有公師藩、王闡、賈棱各部等七萬余人，他自己則親領中軍，與中軍師王衍、參軍邵續、平北軍司陸耽等數部，近七萬人。
陸機刻意將中軍往北移動，與右翼更近，而將左翼孤立出來，用意就是想以左翼為餌，引導禁軍主動進攻左翼。但這只是基本布置，真正的殺招陸機還露在手中，輕易不打算展露。
正在列陣之際，小都督孟超派人前來商議，對陸機道：“大都督，我部有萬人騎兵，都是軍中精銳，為何反而沒有安排”
陸機聞言大惡，孟超作為孟玖的胞弟，成都王將全軍最精銳的騎兵都分給了他，陸機對此毫無辦法。按理來說，像這樣的精銳力量，應該將他作為預備隊，等決戰開始后酌情使用。但現在看來，孟超戰前請戰，若不同意，他事后是絕不會聽從陸機命令的。
為此他思考了一陣，說道：“你去告訴孟都督，讓他在最南端列陣，等我軍開戰，他可從山底繞行，直至敵軍后側，打他個措手不及。若是成功衝垮敵軍，這潑天的功勞，就是他的了。”