领受任务后，周希汉立即带第16团团长查玉升、第772团团长郭国言化装前往榆社侦察。他们3个人都化装成农民：一个是抬粪的，手中拿着两齿耙，背上背着粪筐；一个是割草的，手中拿着镰刀，背上背着篮筐；还有一个是放牛的，牵着一条小牛犊。3个人在当地“白皮红心”的维持会会员的配合下，拉开距离顺城转悠。一圈下来，他们才知道确实是一根不大好啃的硬骨头。
榆社城的地形本来就是属于那种易守难攻型的，又因为它是日军突入太行根据地的最前沿据点，日军构筑了坚固的工事和碉堡，使其显得更加坚固。而且，城的四面都不太适合于大规模攻击。城的北面没有城关，但小沟和坟堆遍布；城的东门是通往辽县的公路，日军在此修筑了2个碉堡固守；城的南门外有一条丈余宽壕沟，沟外还有一个小山包，日军在此设有哨所；唯城的西门城关较大，房屋离城墙较近，可供部队隐蔽和接近攻城，但日军的防守十分严密。
据此，周希汉和2个团的领导研究了，决定还是以西门为攻击重心。具体以第772团1个营配山炮1门，攻击西关西南角；2个连攻击城南敌哨所，并派1个连在敌退路上设伏，1个营为预备队。第16团1个营配机关炮1门攻击西关西北角，协同第772团占领西关；另以1个营在西北门佯攻，并派1个连以火力封锁东门外敌碉堡；剩下的1个营为预备队。