中国军队广大官兵英勇奋战,首先在南线将日军阻止在淮河南岸,打破其与北线日军会合的企图;继而在北线将东路日军击败于临沂地区,又将西路日军之右翼阻止在嘉祥地区,粉碎日军在台儿庄会师的计划。在台儿庄地区作战中,第五战区采取积极防御战法,以一部担任内线防御,另一部置于外线作战,攻防结合,灵活机动,获得大捷。随后,最高军事当局不顾敌强我弱的总体形势,调集大军在徐州附近,企图与日军决战,因而使会战在后期陷于被动。尽管如此,这次会战钳制和消耗了日军有生力量,中国军队以伤亡6.5万余人的代价,击毙、击伤日军2.6万余人,除予日军以巨大打击外,还迟滞了日军进攻速度,为部署武汉会战赢得了时间。此战最重要的影响在于使中国人民相信自己有击败日本的能力。