Расположенный на северном берегу естественной бухты Тобрук был вторым по величине портом в Киренаике и самым большим на ее восточном побережье. В Средние века он имел недобрую славу одного из пристанищ мусульманских пиратов, хозяйничавших на Средиземном море. Позже город стал владением Оттоманской империи, а в 1911 году, в ходе итало-турецкой войны, его захватили вторгшиеся в Ливию итальянские войска. С тех пор Тобрук являлся важной военно-морской базой итальянского флота. Город сильно выиграл от этого: здесь квартировал 10-тысячный гарнизон и поселилось много итальянских колонистов. Был возведен католический храм, построена гостиница, многочисленные административные здания, в которых разместились учреждения, казармы, а в годы правления Муссолини появилось внушительное здание местного руководства фашистской партии. В 4 км к югу от города был возведен аэродром.
Крепость была окружена двумя оборонительными линиями. Наружная проходила примерно в 15 км от города и напоминала полукруг, упирающийся прямо в море. Это была цепь из 128 укрепленных пунктов с укрытиями для солдат и подготовленными позициями для пулеметов и орудий. Общая протяженность линии составляла около 50 км. Перед ней был выкопан противотанковый ров, хотя и не такой глубокий, как в Бардии, выставлены противотанковые ежи, заграждения из колючей проволоки и минные поля. Промежутки между укрепленными пунктами также минировались и перекрывались проволочными заграждениями. Позади этой линии, на расстоянии от 1 до 5 км от нее, находились дополнительные позиции для противотанковой и полевой артиллерии. Вторая линия обороны проходила через старые форты Айренте, Пилестино, Соларо, Перроне и Маркуччи, расположенные в 5—6 километрах южнее и западнее порта.
Находившиеся под началом командира 22-го корпуса генерала Энрико Питасси-Манелла силы, защищавшие Тобрук, состояли из 61-й пехотной дивизии, двух батальонов пограничников, батальона береговой обороны и подразделений постоянного гарнизона крепости. Основу огневой мощи составляли находящаяся в гавани плавбатарея «Сан Джорджо», 10 дивизионов крепостной и 3 дивизиона полевой артиллерии. Общая численность защитников Тобрука составляла около 25 тысяч солдат и офицеров, в распоряжении которых имелось 232 тяжелых, средних и полевых орудия, 48 зениток, 24 противотанковых пушки, 25 средних и 45 легких танков.
Таким образом, гарнизон Тобрука был примерно вдвое слабее гарнизона Бардии, но и ряды наступавших также существенно поредели. В частности, в 7-й бронетанковой дивизии осталось только 69 крейсерских и 126 легких танков, а в 7-м королевском танковом полку — всего 18 «Матильд», к которым добавились 16 трофейных танков. Во всех частях ощущалась острая нехватка боеприпасов. Поэтому, хотя обстановка тут напоминала обстановку под Бардией, о штурме крепости сходу не могло быть и речи.
Австралийское пехотное подразделение отрабатывает взаимодействие с танками. 3 января 1941 г.
Командир Прибрежной эскадры кэптен Альберт Полэнд
Бойцы 6-й австралийской дивизии во время штурма Тобрука
Английские 25-фунтовые гаубицы на позициях под Тобруком, январь 1941 г.
Итальянские моряки готовились к отражению нападения. Экипаж «Сан Джорджо» находился на боевых постах практически круглосуточно. Его орудия вместе с береговыми батареями оказались самым эффективным средством противодействия англичанам. Когда Тобрук должен был пасть, экипаж решил вывести корабль из гавани, предпочитая погибнуть, сражаясь в море, а не уничтожать корабль на якорной стоянке. Супермарина ответила согласием, но итальянское Верховное Командование решило, что вклад «Сан Джорджо» в оборону Тобрука настолько велик, что нельзя начинать подготовку к выходу, так как это ослабит оборону крепости. Все понимали, что уход корабля подорвет моральный дух солдат на берегу. Поэтому «Сан Джорджо» приказали оставаться в Тобруке и оказывать поддержку войскам как можно дольше. Затем экипажу следовало затопить корабль.
Готовясь к оказанию помощи армии под Тобруком, Средиземноморский флот реорганизовал свои силы. 5 января кэптен Хиклинг был назначен командиром Прибрежной эскадры (5 февраля его сменил кэптен Альберт Л. Полэнд). В состав эскадры вошли монитор «Террор», канонерские лодки «Эйфис», «Лэдибёрд» и «Гнэт», 3 тральщика, 4 противолодочных траулера, несколько мобилизованных шхун и небольших моторных судов, а также множество лихтеров и плавучих складов. Мобильный командный пункт командира Прибрежной эскадры был расположен на берегу, поскольку так было удобнее организовать взаимодействие с командующими сухопутными и военно-воздушными силами.