但是，1939年日本对重庆的轰炸不过是更大规模轰炸的一次预演。

1940年日本的陆军航空队正在扩充时期，日本自产的重型轰炸机产量在增加，还从意大利进口了重型轰炸机，而且有经验的飞行员也开始增多。

同年4月，日本开始派出侦察机向中国战略大后方进行空中搜索。

不过，被大雾笼罩的重庆，能见度很低，日军无法进行轰炸，所以日本放弃在4月对重庆进行轰炸的企图。

随着重庆上空的大雾逐渐消散，日本开始着手对重庆进行新一轮的轰炸。

1940年5月2日，日本陆军大本营指示“华国派遣军总司令官可自今日起实施空中突击作战。”

为了贯彻日军大本营的指示，日本陆军华国派遣军司令西尾寿造和与日本海军“中国方面舰队”司令岛田繁太郎进行了协商，双方在5月13日制定了“101号作战计划”，并于5月15日签署了《陆海军关于第101号作战协议》。

“101号作战计划”，是以华国战略大后方重庆、成都为目标，以挫伤中国军民继续抗战意志为目的。妄图“运用武力及谋略，务使重庆的国民政府在1940年底屈服”。

为实现“101”作战计划，日军的制定了“首先压制敌军之军事、政治中心的航空势力，然后摧毁其重要设施”的行动计划。

为此，日军成立了海陆军联合空袭指挥部，由陆军第三飞行集团长为木下敏中将、海军中国方面舰队参谋长井上成美中将和第二联合航空舰队大西泷治郎少将联合指挥。

日本陆军第三飞行集团抽调各型飞机81架战机参加轰炸，以飞行第60中队的54架重轰为主力。

而希望迅速解决中国战事的日本海军司令岛田繁太郎则派出了多达216架战机，这一数量要比“101号作战协议”中国所规定的海军兵力多出了48架。

其中以海军第一联合航空的鹿屋航空队和高雄航空队，第二联合航空队的十二航空队、十三航空队和是屋航空队的132架中轰为基干。

陆军的航空集团以运城第二机场为基本机场，以汉口和包头作为机动机场；海军航空集团以汉口及孝感的机场为基本机场。