В числе артиллерийских грузов, перевезенных из Бами в Самурское, находилось: Легких дальнобойных снарядов — 5,320, Снарядов к 9-ти-фунтовым орудиям — 1,216, Снарядов к 4-х-фунтовым орудиям — 6,500, Снарядов к 3-х-фунтовым орудиям — 3,826, Снарядов к 1/2-пудовым мортирам — 1,000, Боевых ракет — 280, Патронов пехотных. –1.525,000, Патронов кавалерийских — 340,000
Кроме того при частях пехоты и кавалерии имелось по 200 патронов на винтовку.
Всего на каждую пехотную винтовку приходилось по 550 патронов.
Одновременно с запасами прибывали и конвоировавшие их войска. К 20-му декабря в Самурском сосредоточились: 38 рот, 11 сотен и эскадронов, 59 орудии, 5 картечниц, 4 мортиры, 11 ракетных станков, силою 4,880 штыков, 1,175 шашек, 965 артиллеристов. Всего с нестроевыми до 7,100 человек.
В том числе состояли следующие части:
Пехоты:
| Воинская часть | рот |
| 21-й пехотной дивизии | |
| 81-го Апшеронского полка 4-й батальон | 4 |
| 82-го Дагестанского полка 1-я, 13-я и 14-я роты | 3 |
| 83-го Самурского полка 1-й и 3-й батальон | 8 |
| 84-го Ширванского полка 1-й и 3-й батальон | 8 |
| 19-й пехотной дивизии | |
| 73-го Крымского полка 9-я рота | 1 |
| 74-го Ставропольского полка 3-й батальон | 4 |
| прочие части | |
| Закаспийский местный батальон | 4 |
| 1-я и стрелковая роты 13-го Туркестанского линейного батальона | 2 |
| 3-я рота 5-го Туркестанского линейного батальона | 1 |
| Две команды охотников | 2 |
| 3-я рота 2-го Кавказского саперного батальона | 1 |
| Итого | 38 |
Конницы:
| Воинская часть | эскадронов/сотен |
| 2 эскадрона Тверского драгунского полка | 2 |
| Таманского полка Кубанского войска | 3 |
| Полтавского полка Кубанского войска | 1 |
| Лабинского полка Кубанского войска | 1 |
| Оренбургского № 1-й полка | 1 |
| Оренбургского № 5-й полка | 2 |
| Уральского № 2-й полка | 1 |
| Ракетный взвод Оренбургского № 1-й полка | – |
| Итого | 11 |
Артиллерии:
| воинская часть | орудий |
| 19-й артиллерийской бригады 3-й и 4-й батареи | 16 |
| 20-й артиллерийской бригады 4-й батареи | 8 |
| 21-й артиллерийской бригады 6-й батареи | 8 горных орудий |
| 1-я, 2-я и 3-я подвижные батареи (из медных 4-х и 9-ти-фунтовых орудий) | 23 (В том числе 9-ти фунтовых 7 орудий) |
| Мортирная полубатарея (1/2-пудовых) | 4 мортиры |
| Морская батарея | 5 (Эти картечницы взяты с паровых катеров, присланных для плавания по реке Атреку, когда это оказалось невозможным.) |
| Туркестанский артиллерийской бригады взвод 4-й батареи | 2 |
| Конно-горный взвод | 2 |
| Итого | 68 орудий, мортир и картечниц. |
Отдельные команды:
жандармская и гелиографная.
На марше из Бами в Самурское находились: 3-й батальон Апшеронского полка, 2-я, 15-я и 16-я роты Дагестанского полка и полубатарея 1-й батареи 21-й артиллерийской бригады.
Распределение войск на коммуникационных линиях к 20 декабря было следующее:
На Атрекской (305 верст) от Чекишляра до Бами 10 рот, 2 сотни, 9 орудии, 8 картечниц (возможно 2 картечницы).
На Михайловской (380 верст) — 6 рот, 2 команды, 1 сотня, 5 орудий и железнодорожный батальон в 1,000 человек.
На линии Бами — Самурское (102 версты) — 6 рот, 4 сотни, 12 орудий.
Всего 800 верст коммуникационных линий заняты 22 1/2 ротами, 1 командою, 7 сотнями, 26 орудиями и 2 картечницами. В среднем на каждый переход в 50 верст приходилось 1 1/2 роты, 1/2 сотни и 1 1/2 орудия. В действительности большая часть постов была занята одною ротою, 1 орудием и взводом или 1/2 сотнею казаков.
Естественно, что участок, ближайший к Геок-тепе, между Бами и Самурским был занят сильнее остальных. На этом участке на каждый переход в 25 верст приходилось 1 1/2 роты, 1 сотня и 3 орудия.
Наиболее сильно заняты укрепления Бами — 3 1/2 роты, 1/2 сотни и 4 орудия.
Подробное распределение войск по коммуникационным линиям было следующее:
| Название укрепления | рот | сотен | орудий | переход (версты) |
| А) По Атрекской линии | ||||
| Чекишляр | 3 1/2 | 1/2 | 4 | – |
| Колодец Караджа-батыр | 1 | 1/4 | – | 45 |
| Яглы-олум | 1 | 1/4 | – | 44 |
| Чат | 1 | – | 1 картечница | 45 |
| Дуз-олум | 1 | 1/2 | 1 картечница | 47 1/2 |
| Урочище Терсакан | 1 | – | 1 | 29 |
| Ходжа-кала | 1 | 1/2 | 3 | 46 |
| Бендесен | 1/2 | – | 1 | 24 |
| Бами | 23 | |||
| Итого | 10 рот | 2 сотни | 9 орудий 2 картечницы | ок. 305 верст |
| Б) По Михайловской линии | ||||
| Укрепление Красноводск | 1 команда | – | 2 орудия | – |
| Колодец Бала-Ишем | 1 | – | – | 170 (от укрепления Михайловское до Бала-Ишема 63 версты) |
| Колодец Айдин | 1 | – | – | 24 1/2 |
| Колодец Казанджик | 2 | 1 | 1 | 64 |
| Кызыл-Арват | 2 | – | 2 | 68 |
| Бами | 53 | |||
| Итого | 6 рот и 1 команда | 1 сотня | 5 орудий | ок. 380 верст |
| В) По линии от Бами до укрепления Самурского | ||||
| Бами | 3 1/2 | 1 | 5 | – |
| Арчман | 1 | 1 | 2 | 36 |
| Дурун | 1 | 1 | 2 | 25 1/2 |
| Келяте | 1 | 1 | 3 | 20 |
| Самурское | 21 (до Геок-тепе 12 верст) | |||
| Итого | 6 1/2 рот | 4 сотни | 12 орудий | ок 103 версты |
Одновременно со сбором войск и запасов в Самурское, генерал Скобелев деятельно изучал район Геок-тепе и крепость Денгиль-тепе, а также собирал и сведения об ее защитниках.
По изучению внутренности крепости много помог рядовой Петин, взятый в плен, в 1878 году текинцами около Чата и пробывший в крепости более года.
Он содержался в кандалах и выходил только в ближайшие окрестности пасти верблюдов и собирать кизяк. Для большей наглядности Петин вылепил в Самурском из глины прямо на земле большую модель крепости, которую ходили смотреть офицеры и нижние чипы. Эта модель, как оказалось впоследствии, весьма близко определяла действительные размеры профили и общую форму крепости.
На основании всех имевшихся и вновь добытых сведений был составлен, отлитографирован и роздан 18-го декабря в войска план Геок-тепе с окрестностями. План этот давал довольно верное представление о внутренности крепости и ее профили, но расположение лежащих близ крепости кал, могущих служить для наших осадных работ опорными пунктами, определено не верно. Направление стен крепости, показанное прямолинейным, оказалось со значительными неправильными изгибами. В действительности крепость Геок-тепе имела следующий характер и размеры.
Крепость образовывалась сомкнутою оградою в форме неправильного продолговатого четырехугольника. Протяжение сторон: западной 675 сажен, северной 420 сажен, восточной 720 саж. и южной 240 сажен. Весь периметр 4 версты и 55 сажен. Выходов имелось: в северном фасе 3, в западном 9, в южном 1 и в восточном 8. Некоторые выходы прикрывались с наружной стороны большими полукруглыми траверзами, придававшими некоторую фланговую оборону наружному рву. Ширина выходов от одной сажени до двух. Наружный ров имел от 6 до 9 футов глубины, с вделанными кое-где в контр-эскарпе ступенями и нотами. Ширина рва от 12 до 17 футов.
Стена, состоявшая из земляного вала, одетого глиною, начиналась со дна рва и имела над горизонтом от 14' до 18' высоты. За стеною шел крайне неправильный, состоящий из ряда ям, внутренний ров приблизительно тех же размеров, что и наружный. Толщина стены в основании доходила до 5 сажен, а вверху от 3 до 4 сажен и везде была снабжена наружным и внутренним парапетами в грудную высоту и большим числом траверзов, пересекавших иногда весь валганг. Внутренний парапет назначался на случай прорыва неприятеля внутрь крепости. Траверзы имели назначением, как во всех средне-азиатских крепостях, постепенную оборону самой стены против неприятеля, взошедшего на нее. Для чего в них были проделаны бойницы.
Внутренность Денгиль-тепе совершенно ровная. В северо-западном углу ее находится насыпной холм в 7 сажен вышиною. Несколько южнее его лежит небольшая кала. В северо-восточном углу крепости вырыты были колодцы, доставлявши; обильную пресную воду. Площадь крепости густо уставлена кибитками, числом до 13,000; между кибитками оставлен широкий проезд с севера на юг.