在全面抗战爆发前,日本早已有组织地在中国西北地区收集军事情报。七七事变后,日军主要侵占华北、华中及华南的重要地区,对广大的中国西北地区则不甚关注,只是试图通过所谓“西北回教工作”,分化瓦解中国的抗日阵营。武汉会战后,随着中国军队所发起的冬季攻势,以及西北国际通道的作用日益凸显,日军开始计划武力入侵西北。抗战时期,日军对西北的作战意图经历了四个阶段的阶段,相应地,日军入侵西北的作战计划亦不断变化。1937年至1938年底,日军并无入侵西北地区的计划。1939年至1941年12月,日军试图切断西北国际通道,摧毁中国西北大后方,开始策划进攻西北地区。并在悄然进行战前的兵要地志调查,从日军的调查中,可推断其有两大方向,一是蒙古、新疆方向,二是山西及陇海沿线方向,主攻方向置于西安地区。1941年底太平洋战争爆发后,日军急于从中国战场脱身,便制定了以武力迫使国民政府投降的五号作战,在该计划中,西北的西安地区被作为进攻四川的主攻方向。然而由于日军在太平洋战场遭受一连串失败,大本营无法交付五号作战所需物资与兵力,该计划最终搁浅;进入1944年后,由于西北地区中国空军的日趋活跃,日军又制定了旨在摧毁中国空军基地的西安作战计划。日军最终没能实施进攻西北地区的作战计划,主要受到多方面的影响。一是西北地区复杂的政治势力,交织着国共的斗争,甚至亦有苏联的因素,日本即妄图使国共内耗,也担心进攻西北会刺激苏联。二是黄河河防与西北地区的环境,不利于日军发挥其机械化作战,致使统帅部无法下定决心。三是日本兵力与国力的局限,待日军统帅部终于下定决心于1942年进攻西北地区时,却因太平洋战场的影响分身乏术,无力实施计划。