在我國東北東部中蘇邊境一帶，虎頭的軍事戰略地位極為重要，它恰好位於哈巴羅夫斯克和符拉迪沃斯托克的中心點，扼蘇聯遠東烏蘇里鐵路的咽喉部。此外，虎頭也是遠東蘇軍進入東北腹地的捷徑通道。因此，日本關東軍將虎頭地區要塞做為對蘇進攻的戰略基地，在該地區修築大規模的軍事要塞工程。
侵華日軍要塞分布圖
1933年滿鐵開始修建從林口經密山至虎頭的虎林鐵路，通過這條鐵路，日軍可以從北部重鎮哈爾濱直接抵達邊境要地虎頭要塞地區。在修築這條鐵路的同時，1934年關東軍開始修築虎頭要塞。從該要塞可以看到6千米外蘇聯境內的西伯利亞鐵路、伊曼鐵橋和東南高丘上的伊曼市。西伯利亞鐵路到了虎頭當面，由於進入了平原地區而暴露無遺。
虎頭要塞位於黑龍江省虎林縣虎頭鎮周圍標高100-150米的完達山余脈丘陵中，西起火石山列車炮陣地，東至烏蘇里江與俄羅斯伊曼市隔岸相望。南連邊連子山，北至虎北山。整個要塞中心部由猛虎山、虎北山、虎東山、虎西山和虎嘯山5個陣地組成。猛虎山為主陣地，分東、中、西三個部分，標高114.3米，相對高度50餘米，周圍是沼澤地帶，形成難以通行的天然屏障。猛虎山陣地是虎頭要塞中樞部，為日軍守備部隊司令部所在地。地下工事以中猛虎山為核心，向東、西猛虎山延伸，長度8千米。這裡的地下軍事設施規模宏大、結構複雜、設施齊全。設有指揮所、通訊室、兵舍、將校室、伙房、浴室、糧秣庫、彈藥庫、醫務所、發電站、廁所上下水道和水井。通往地面設有觀測所、地堡、豎井、通風口、反擊口，出入通道的要隘處設有陷阱和射擊口。
虎頭要塞兵營分布圖
虎北山陣地東面緊鄰烏蘇里江，西南面為開闊的沼澤地，形成猛虎山主陣地的東北防護屏障，護衛猛虎山的北翼。虎東山為標高103.3米的獨立山丘，位於猛虎山主陣地東南方，為其東南前衛陣地。這裡雖然設施規模不大，不過設施卻優於猛虎山主陣地，炊事、暖氣設備全部電氣化。在當時，地下要塞中裝有暖氣設施的僅此一處。
虎西山和虎嘯山兩個陣地位於猛虎山主陣地西面，地下設施稍劣於主陣地。虎西山標高119米，虎嘯山標高144米，兩地為猛虎山主陣地的後援，負責擔任守備完達軍用車站以及阻擊由猛虎山背後沼澤地帶、腰營河一線，從西面或南面攻擊的敵方部隊。
日軍標準鋼筋混凝土機槍工事
為了能夠抵抗航空炸彈和大口徑火炮的轟擊，各地下工事均在山體底部挖掘，地下工事頂部澆灌混凝土，重要部位覆蓋鋼筋混凝土，厚度可達3米。在地下要塞上面，利用山地丘陵，構築成環繞山體的戰鬥掩體和交通壕溝通各主要陣地，形成具有一定縱深，便於平面立體交叉發揮火力的地面工事，並通過出入口、觀測所、射擊孔及通訊聯絡設施將地上地下的軍事設施連成整體。各陣地外圍設有鹿砦、鐵絲網障礙，並用鋼筋混凝土和鋼軌設置坦克障礙。
1939年日軍稱之為「北滿永久要塞」的虎頭要塞基本完工，而連接各要塞的沙石警備公路網、軍營、軍官宿舍等輔助性工程一直修建到1945年。整個要塞防禦正面100千米，縱深40千米。地下工程和坑道長數十千米，共有6個抵抗樞紐部、3個獨立抵抗支撐點、64個指揮觀察所。其中最大的虎頭抵抗樞紐部每千米正面有7個永備炮兵陣地、6個掘開式炮兵陣地、12個永備機槍火力發射點、6個觀察所和3個鋼帽堡。主陣地坑道位於地下40米。坑道內設有作戰指揮室、電話總機室、無線電報室、觀察所、發電所、衛生所、宿舍、水井、浴池、食堂、糧庫、油庫等，彈藥庫和炮兵陣地有地下窄軌相通。
要塞內部坑道
日軍修築該要塞的最初想法是掩護1個軍由此出擊，支援綏芬河和東寧正面的日軍主力向符拉迪沃斯托克（海參崴）地區進攻；阻止從哈巴羅夫斯克（伯力）南下增援的蘇軍；遮斷當面蘇軍的鐵路和公路運輸。1939年3月1日，依據軍令陸甲第8號命令，成立倉茂周藏少將指揮的第4國境守備隊，下轄3個步兵大隊（每個步兵大隊4個步兵中隊）、1個炮兵隊（5個炮兵中隊）和1個工兵隊（轄1個工兵中隊）。1939年12月25日，根據軍令陸甲第83號令，3個步兵大隊改為第1-3地區隊，每個地區隊4個步兵中隊和1個炮兵中隊，炮兵隊改轄2個炮兵中隊。
1940年2月1日，根據軍令陸甲第50號命令，擴大守備隊編制，新增了炮兵第13中隊（列車炮）和炮兵第14中隊（410毫米大口徑榴彈炮）。此時守備隊轄3個地區隊12個步兵中隊、3個炮兵大隊12個炮兵中隊，工兵隊依然轄1個工兵中隊。總兵力約0.8萬人，裝備各型火炮59門，有2門7式300毫米榴彈炮（射程14.8千米）、2門45式240毫米榴彈炮（射程10.3千米）、2門90式240毫米鐵道炮、2門96式和4門45式150毫米加農炮、8門91式100毫米榴彈炮、6門90式和2門38式75毫米野戰炮等、18門88式75毫米高射炮、高射機槍10挺。1941年關特演時達到1.2萬餘人。
300毫米重炮居高臨下地威脅著伊曼（今俄羅斯達里涅列欽斯克）的烏蘇里江大橋。出於安全考慮，1939年蘇聯建造了全新的22千米鐵路支線，包括2座橋樑，1座跨過瓦庫河（Ваку，現名馬利諾夫卡河Малиновка），橋樑距離日軍重炮14千米。另一座橋樑跨過伊曼河（Иман），距離日軍重炮15千米。而為了防禦伊曼地區，1939年蘇軍成立了伊曼築壘地域（編號第109號），隸屬第35集團軍。1940年，該築壘地域有10個防禦樞紐部和104個永備工事。
7式300毫米榴彈炮
1941年，蘇軍將原先部署在俄羅斯島海岸炮兵第911連的2門1905年式305毫米榴彈炮（射程13.5千米）調歸到築壘地域所屬的獨立炮兵第295營。1945年8月，蘇軍還將大威力榴彈炮兵第224旅（裝備24門射程17千米的Б-4型203毫米榴彈炮）調到該地區。
而日軍為了達到攻擊戰略要地的目的，1942年1月，將配置在東京灣要塞的410毫米重型榴彈炮（日軍稱為試製四十一糎榴弾炮）運抵虎頭要塞。該炮最大射程20千米，炮彈長4米，炮彈直徑400毫米、長1.2米，最大裝藥量為1噸，並備有200發炮彈。炮口直對東南方蘇聯的伊曼鐵橋和拉佐水塔，想一舉摧毀蘇聯運輸線和生命線。該巨炮陣地是圓形環壁結構，上部覆蓋半球型炮塔，環壁高15米，露出地面部分高5米、直徑30米、厚度4米，環壁上開有寬3米的炮門口，用200毫米厚的鋼板啟閉。
連結-日軍410毫米榴彈炮
該炮全重318噸，炮管長13.455米，高低射界-5到75度，方向射界360度，彈重1噸，炮彈初速580米/秒，射程20千米
日軍410毫米榴彈炮
同時在虎頭鎮以西30公里的火石山還修築了列車炮陣地，駐有一個列車炮中隊，裝備240毫米列車炮，最大射程50千米，用於對蘇進行切斷交通、斷絕水源、騷擾後方補給、炮擊軍事目標等遠距離作戰。原基地設在虎頭，因其射程太遠，且機動性強，後移至火石山。
1945年7月10日，日軍撤銷了第4國境守備隊，主力調入第122師團。按照軍令陸甲第106號命令，以原第4國境守備隊第3地區隊主力為骨幹，組建了西脅武大佐指揮的第15國境守備隊，下轄4個步兵中隊、2個炮兵中隊、1個列車炮中隊、1個速射炮中隊和1個工兵隊，總兵力約0.14萬人。裝備的重炮有1門410毫米榴彈炮、2門7式300毫米榴彈炮、2門90式240毫米鐵道炮、2門45式240毫米榴彈炮、2門96式和4門45式150毫米加農炮和2門38式75毫米野戰炮。蘇軍進攻前夕，列車炮中隊撤往牡丹江當面。
90式240毫米鐵道炮，日本1929年從施耐德購買30門