第10师团（矶谷师团），另一路为在青岛登陆的由板垣征四郎率领的第5师团（板垣师团）。矶谷师团计划攻占台儿庄的门户滕县，板垣师团计划攻占滕县以东的鲁南首府临沂，随后两路日军会师攻下台儿庄进而攻下徐州，再由徐州直扑武汉。然而当时，板垣师团已经在临沂遭到国军张自忠部和庞炳勋的坚强抗击而无法突破，矶谷师团则直逼滕县，因此对于中国军队而言，能否据守滕县以迟滞日军，就成了能否布防台儿庄和徐州的关键。最初日军陆军大本营授予第10师团濑谷支队的作战企图，只是要打击滕县附近的川军，防止其类似于1938年2月14日第3集团