徐州会戦
5月16日、李宗仁は徐州を放棄する決意を固め、第5戦区軍を5つの兵団(魯南・隴海・淮北・淮南・蘇北)に改編した。この5兵団にそれぞれ転進地区を指定し退却を命令、第59軍(張自忠・5個師)は徐州周辺に配置して主力の撤退を援護させた。中国軍主力は徐州から南東に向かって江蘇省北部の湖沼地帯に退却した後、日本軍の包囲網を突破して西方に脱出した。躊躇せず徐州を放棄したことにより、損害は上海-南京戦のような全面的潰走に比べ遥かに少なく済んだ。
第13師団は他の師団以上の速度で強行軍を続け、5月17日、歩兵第65連隊は徐州西南西の覇王山(第59軍第21師守備)を急襲し山頂を奪取した。18日、第3師団は宿県(徐州南方)を攻撃し、第9師団は蕭県の第180師を敗走させた。5月19日、歩兵第65連隊と岩仲戦車隊は無人となった市街に突入し、「徐州一番乗り」をはたした。5月25日、北支那方面軍司令官・寺内寿一大将と中支那派遣軍司令官・畑俊六大将がそろって徐州入城式をおこなった。中国軍主力を取り逃がした日本軍は、その後追撃態勢に入った。
参謀本部はこれを認可したが、第10師団と第5師団の一部部隊が山東省最南部の台児荘に進出したところ、中国軍の大部隊に包囲されて苦戦、撤退するという事態に至った。
中国軍は第5戦区司令長官李宗仁指揮のもとに、野戦軍約40万から50万人の大兵力を徐州付近に集結させていた。徐州は津浦線と隴海線(蘭州―連雲港)の交差する地点でかつ山東・河南・安徽・江蘇四省の戦略・交通上の要衝である。台児荘はその徐州防衛の第一線で、中央直系の第20軍団(湯恩伯)も投入されていた。台児荘の戦い後には、第5戦区軍の兵力は増援を受けて60万人にまで拡充された。日本陸軍内では、この好機を捉えて国民党軍主力を包囲撃滅しようという意見が高まった。
4月7日、大本営は「徐州付近の敵を撃破」することを北支那方面軍・中支那派遣軍に命じ、不拡大方針は二ヶ月足らずで放棄された。参謀本部作戦部長橋本群少将らが大本営から派遣され両軍を作戦指導することになったが、作戦会議では「徐州の攻略」(方面軍・第2軍)と「敵の包囲撃滅」(派遣軍・第1軍)どちらを優先するかで意見が対立した。大本営派遣班は徐州攻略に同調したが、結局明確な判決を出さないまま作戦は開始された。また、徐州作戦の実施に伴って次期作戦である漢口・広東攻略の研究も始まっていた。