亡甚重，12日向澥河、澮河方向撤退。第五戰區以第59軍軍長張自忠率部馳援，進至固鎮地區，協同第51軍在淮河北岸地區頑強抗擊日軍。同時，在淮河南岸，以第21集團軍第48軍固守爐橋地區，第7軍協同第31軍迂迴攻擊定遠日軍側後，迫日軍第13師主力由淮河北岸回援。第59、第51軍乘勢****，至3月初恢復淮河以北全部陣地。第21集團軍和第31軍旋由淮河南岸向北岸集中。雙方隔河對峙。

2月下旬，日軍第2集團軍開始分路南犯。東路第5師從山東濰縣（今濰坊）南下，連陷沂水、莒縣、日照，直撲臨沂。第3軍團第40軍等部節節抵抗。第59軍奉命馳援，3月12日到達臨沂北郊的沂河西岸，協同第40軍實施反擊，激戰5晝夜，重創日軍，迫其向莒縣撤退。西路日軍第10師長瀨支隊（相當於旅）從濟寧地區西渡運河，向嘉祥進攻，遭第3集團軍頑強抵抗，進攻受挫；瀨谷支隊（相當於旅）沿津浦鐵路南進，3月14日由鄒縣（今鄒城）以南的兩下店進攻滕縣（今滕州）。守軍第22集團軍第41軍英勇抗擊，傷亡甚重，苦戰至17日，該軍守城的第122師師長王銘章殉國，滕縣失守。

3月20日，日軍第10師瀨谷支隊南進連陷臨城（今薛城）、棗莊、韓莊後，不顧第5師和第10師長瀨支隊在其兩側進攻受阻，孤軍深入，向臺兒莊突進，企圖一舉攻佔徐州。李宗仁以第2集團軍總司令孫連仲率部固守臺兒莊，第20軍團軍團長湯恩伯率部讓開津浦鐵路正面，轉入蘭陵及其西北雲谷山區，誘敵深入，待機破敵。3月23日，日軍由棗莊南下，在臺兒莊北側的康莊、泥溝地區與守軍警戒部隊接戰。24日起，日軍反覆向臺兒莊猛攻，多次攻入莊內。守軍第2集團軍頑強抗擊，與日軍展開激烈的爭奪戰。第五戰區以第20軍團主力向臺兒莊機