26日，日军第13师团向安徽凤阳、蚌埠进攻。第5战区副司令长官李品仙指挥徐州以南地区作战。守军第11集团军第31军在池河西岸地区逐次抵抗后，向定远、凤阳以西撤退。至2月3日，日军先后攻占临淮关、蚌埠。9日至10日，日军第13师团主力分别在蚌埠、临淮关强渡淮河，向北岸发起进攻。中国军队中原东北军改编的第51军在军长于学忠率领下，与日军展开激战，淮河两岸敌我阵地反复易手，双方数度展开白刃战，淮河被染成血河。51军与敌激战10天后，第五战区以第59军军长张自忠率部驰援，进至固镇地区，协同第51军在淮河北岸地区顽强