中国军队由第五战区司令长官李宗仁指挥，先后调集64个师另3个旅约60万人,以主力集中于徐州以北地区，抗击北线日军南犯,一部兵力部署于津浦铁路南段，阻止南线日军北进，以确保徐州。战役初期蒋介石将原本许诺调配给韩复渠的重炮旅重新调配到汤恩伯部，山东省主席韩复榘为保存实力，放弃在山东部署已久的黄河防线，使得日军在1938年3月初即佔领山东省会济南，这次抗命撤退致使津浦线大门洞开。日军由矶谷廉介率领的第10师团乘势南下，连克泰安、济宁、大汶口，并使得山东省北部遭到日军佔领。
徐州以南地区作