1942年，中國遠征軍首次入緬作戰失利，滇緬公路被切斷。撤退到怒江東岸的遠征軍余部與日軍隔岸對峙。
1942年5月日軍進駐怒江西岸后，將松山作為警備中心、進攻據點和防御支撐點三位一體的戰略目標，開始進行陣地建設。1943年太平洋敗退中，日軍戰略專家預見到松山作為支撐滇西和緬北防御體系重要支撐點的作用凸顯為首位，于是決定將松山建設為永久性防御要塞。緬甸方面軍15軍命令第56師團派出工兵聯隊，并從中國滇西、緬甸、印度等地強征民夫1670余名其中印度人80余人，東南亞華僑138人，晝夜施工。為保密，僅允許他們到大埡口為止。工事完成后，為完全保密，1944年2月21日至25日，喪心病狂日軍將抓來的民夫以打防疫針為名，全部秘密注射毒藥處死，并焚尸掩埋，戰后在大埡口曾發現“千人坑”。
至1942年底完成第一期施工，后又以防御為主，對松山腹部陣地加固和擴建。至1944年5月，在中國遠征軍反攻前夕完成松山地區的要塞式堡壘防御陣地體系建設。在滾龍坡日軍稱本道陣地、大埡口日軍稱中間陣地、松山、小松山、大寨、黃家水井、黃土坡日軍稱橫股陣地、馬鹿塘編成7個據點群，每個碉堡全都以多個最堅固的母堡為核心，四周有多個子堡拱衛，共有子母堡40多座，堡壘互為側防。
所有堡壘全都是地堡，一般分三層構筑，大致相當于把三層樓房埋于山體中。上層用于射擊，下層用作掩蔽部或彈藥糧食倉庫，還在下層挖斜向坑道，把末端修筑成地下室，也有在下層四周修筑成地下室。堡壘上面用直徑達70厘米圓木樁，排列成行，堆積四五層在圓木上面再鋪30毫米厚的鋼板幾層，堆積泥土厚度超過1米，即使被山炮直接命中，也不能破壞。堡壘上部地面四周，用灌滿沙石大汽油桶排列三重，桶與桶之間再夾幾層鋼板，桶的外部蓋上被泥土，工事之堅固程度，即使被150毫米榴彈重炮直接命中都不能破壞，內部受到的爆炸沖擊波震蕩亦比較輕微。堡壘內部三層之間，也用直徑50厘米以上圓木蓋兩三層，所以即使上層倒塌了，也不致于影響到下層。堡壘外圍遍布蛛網狀溝，用來連接各主要陣地，在交通壕中甚至連步兵炮都可以移動。而且交通壕開鑿有大量洞穴式掩蔽部，并連接有大量散兵坑。部分據點外設有兩三道鐵線網，縱深達4米。隨著堡壘陣地群的建成，整個松山也幾乎被挖空，形狀猶如大型蟻巢，地下交通網絡四通八達，電燈、供水全都有很好的解決。由于工事偽裝非常好，與山體草木混為一體，無論在天空中，還是在距離不遠處的山上，都極難發現。
陣地的建造過程中，日本南方總軍司令官寺內壽一大將，緬甸方面軍司令官河邊正三中將，第15軍司令官牟田口廉也中將，都曾在第56師團長松山祐三中將陪同下親臨視察，他們現場觀看了重炮轟擊和飛機轟炸試驗。試驗表明，多枚500磅重型炸彈直接命中，都沒有能使工事內部受到損害。日軍司令官們對此極為滿意。河邊正三在寫給南方總軍的報告中稱“松山工事的堅固性足以抵御任何強度的猛烈攻擊，并可堅守8個月以上。”另據日方緬甸作戰第89頁“建成后的松山陣地樞紐部可承受中口徑火炮直接命中，陣地內儲存了作戰物資，可堅持至少三個月戰斗。”
日軍火網編成主堡內有重機槍，子堡及側射堡內有輕機槍，交通壕內有步槍、槍榴彈、擲彈筒，主堡后有迫擊炮。近距離用沖鋒槍、手榴彈。使用各種直射、曲射兵器，在陣地前編成濃密火網。障礙物及附屬設施陣地前有鐵絲網13道，鹿砦12道，敷設地雷及陷阱。陣地內附設有水管及照明設備。防守松山的日軍利用地形，有計劃的編成陣地，利用高大木材，構筑堅固工事，使各個據點具備獨立作戰能力，其強固程度相當于鋼筋水泥之永久工事。
日軍113聯隊假如不撤走一半以上主力，反過來假如增兵1500人左右，使兵力達到4500人，中國遠征軍，包括張君浩特混戰隊在內，要想攻克松山要塞完全可以說不具可能性。當然，由于日軍大勢已去，中國遠征軍即使攻克不了松山，采用圍困策略，最終也是能困死松山日軍的。畢竟松山日軍已成孤軍，日軍33軍不可能再派隊伍過來增援。但中國遠征軍與中國駐印軍會師計劃就不能實現，列多至昆明公路打通，就要等到日軍戰敗投降了。
中國遠征軍當然不可能知道守衛松山的日軍113聯隊會抽調走一半以上主力，甚至連聯隊長松山秀治大佐都將離開，把指揮權交給野炮第3大隊長金光惠次郎少佐都不可能知道。