东军留存完整、建制齐全、久经战事、装备完好的压箱底野战精锐，也是日寇在东北最后的机动主力。
本次沈阳守城核心野战主力，均为1945年关东军真实在编作战师团，师团主官全部为史实中将师团长：
第一支，关东军第108师团，师团长磐井虎二郎中将。
这是关东军老牌甲种野战师团，满编兵力14200人，队内七年以上老兵占比超过70%，战斗经验极其丰富。该师团长期驻防沈阳西郊主阵地，常年深耕要塞守备、坑道拉锯、立体阵地攻防战术，是专门适配大城死守的精锐主力。师团下辖步兵81联队、82联队、83联队三大主战步兵联队，配套108山炮联队、工兵联队、辎重联队，兵种配置完整、后勤体系健全，无任何战损残缺，战力处于巅峰状态。
第二支，关东军第136师团，师团长冈山爱中将。
这是日军后期专为超级都市要塞决战整编的特级警备师团，满编兵力13800人，兵员充沛、士气顽固、巷战与堡垒攻防经验充足。该师团全程驻守沈阳主城核心区，专门负责内城城墙守备、街巷阻击、地下要塞死守、核心城区巷战拉锯，是保卫沈阳伪满军政核心的最后屏障。
第三支，关东军第148师团，师团长佐佐木权三郎中将。
这是从朝鲜边境回调的回流精锐师团，满编兵力12500人，区别于守备师团，拥有极强的野外机动作战与快速反击能力。师团配备了关东军残存最完整的野战炮兵集群与机械化运输车队，驻防沈阳东南外围丘陵地带，主要承担外线机动驰援、侧翼迂回、穿插袭扰、机动反击的战术任务，是日军此战唯一的机动突击力量。
三支关东军甲级野战师团正规作战兵力，合计50500人，全员建制完整、装备齐全、未经重创，是关东军残留最精锐、最完整的成建制野战兵团。
为进一步堆砌守城兵力，山田乙三强行整合收拢伪满全部残余精锐武装：伪满国防军第1师、第2师、奉天高级警备总队、沈阳城市宪兵武装，再强行征召城内青壮组建临时警备队，各类伪军杂色武装合计53000余人。
至此，沈阳守城总兵力突破103000人，兵力厚度、兵员质量、兵种完整度，远超此前的锦州会战，是关东军在东北战场能够拼凑出的最后、最大、最强的终极重兵集团。
除了绝对兵力优势，山田乙三倾尽关东军残存全部技术家底，搭建起陆海空立体化、全方位的防御反击体系，意图在沈阳与我军
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