ฝ่ายข้างกรุงธนบุรีตั้งแต่ได้ทราบข่าวว่า พม่าเตรียมกองทัพจะมาตีเมืองไทย พระเจ้ากรุงธนบุรีทรงมีพระราชดำริที่จะคิดต่อสู้อยู่แล้ว พอได้ข่าวมาว่าพวกมอญเป็นกบฏต่อพม่าลุกลามใหญ่โต เห็นว่าพม่าจะต้องคิดปราบปรามพวกมอญกบฏอยู่นาน จะยกเข้ามาตีเมืองไทยยังไม่ได้ มีช่องทางที่จะตีเมืองเชียงใหม่เป็นการตัดกำลังพม่าเสียขั้นหนึ่งก่อน จึงมีพระบรมราชโองการสั่งให้เกณฑ์กองทัพหัวเมืองฝ่ายเหนือจำนวน 20,000 คน ให้ยกไปคอยรับเสด็จอยู่ที่บ้านระแหง แขวงเมืองตาก แล้วให้เกณฑ์คนในกรุงและหัวเมืองชั้นในเป็นกองทัพหลวง มีจำนวนพล 15,000 คน สมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรีก็เสด็จลงเรือพระที่นั่งกาบยาวสิบวา พลพายสี่สิบคนพร้อมด้วยเรือท้าวพระยาข้าราชการผู้ใหญ่น้อยไทยจีนและทั้งฝ่ายทหารและพลเรือนทั้งหลาย โดยเสด็จขบวนทัพหลวงเป็นอันมาก จึงเสด็จพยุหยาตรานาวาทัพหลวงออกจากกรุงธนบุรีโดยทางชลมารค เมื่อวันอังคาร เดือน 12 แรม 11 ค่ำ ปีมะเมีย พ.ศ. 2317 ประทับรอนแรมไปตามระยะทาง เสด็จมาถึงเมืองกำแพงเพชร เมื่อวันพุธ เดือน 1 ขึ้น 4 ค่ำ แล้วยกไปถึงบ้านระแหง เมืองตากตรงที่ตั้งเมืองตากปัจจุบัน เสด็จประทับแรม ณ พระตำหนักสวนมะม่วง ได้ประชุมกองทัพ ณ ที่บ้านระแหงนี้
ขณะเมื่อสมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรีชุมนุมกองทัพอยู่ที่เมืองตากนั้น ก็มีข่าวเข้ามาว่าพระเจ้ามังระให้ อะแซหวุ่นกี้ เชื้อพระวงศ์เป็นแม่ทัพใหญ่ลงมาปราบปรามพวกมอญกบฏที่ขึ้นไปตีเมืองร่างกุ้ง พวกมอญสู้ไม่ได้แตกหนีพม่าลงมาแล้ว สมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรีก็ทรงพระวิตก ด้วยเห็นว่าโอกาสที่จะขึ้นไปตีเมืองเชียงใหม่มีเวลาน้อยเสียแล้ว เพราะพม่าติดตามพวกมอญลงมาตีถึงเมืองเมาะตะมะ พวกมอญก็คงหนีมาพึ่งพระบรมโพธิสมภารเหมือนเมื่อครั้งกรุงศรีอยุธยา พม่าก็เห็นจะยกกองทัพตามเข้ามาในไม่ช้า แต่หากจะงดการไปตีเมืองเชียงใหม่เสียเล่า ก็น่าเสียดาย ด้วยได้ยกกองทัพขึ้นไปถึงเมืองตากแล้ว ถ้าตีเมืองเชียงใหม่ได้ก่อนพม่ายกเข้ามาทางใต้ การสู้รบก็คงจะเพลามือเพราะได้ตัดกำลังพม่าที่จะยกมาทางเหนือไว้ได้เสียทางหนึ่งแล้ว แต่ถ้าไปตีเมืองเชียงใหม่ไม่สำเร็จ หรือว่าได้เมืองช้าไป ก็อาจถูกข้าศึกยกเข้ามาตีตัดข้างหลัง ทั้งมาตีกรุงธนบุรีทางเมือง
กาญจนบุรีและมาตีเมืองตากตัดเส้นทางคมนาคมกับราชธานี จึงจำเป็นที่สมเด็จพระเจ้ากรุงธนบุรีจะต้องตัดสินพระราชหฤทัยเข้าตีเมืองเชียงใหม่ให้ได้โดยรีบด่วน แล้วกลับมารับศึกพม่าทางใต้ จึงมีพระราชดำรัสสั่งให้เจ้าพระยาจักรี (นายทองด้วง) เป็นแม่ทัพใหญ่คุมกองทัพหัวเมืองเหนือยกขึ้นไปตีเมืองเชียงใหม่ กับเจ้าพระยาสุรสีห์ (นายสุดจินดา) ส่วนกองทัพหลวงตั้งรอฟังข่าวทางพม่าอยู่ที่เมืองตาก กองทัพเจ้าพระยาจักรี เจ้าพระยาสุรสีห์ ก็ยกขึ้นไปทางเมืองเถิน นครลำปางตามพระกระแสรับสั่ง