自從南京陷落之後，敵人的第一個目標便是奪取徐州，打通津浦線。這樣，在軍事上可以使華北與華東的敵軍聯繫起來，鞏固沿海已佔領的區域，進行其進攻中原的企圖；在政治上，可以統一平津與京滬的傀儡組織，藉以號召漢奸，分化我們抗戰的力量；所以他儘管歷次遭受嚴重的打擊，（濟甯之戰，淮南之戰，臨沂之戰，滕縣之戰，臺兒莊之戰，都使敵慘敗而退，潰不成軍。）仍然堅持固有的策略，不肯絲毫放鬆；而我們也因為必須打破敵人這種企圖，纔能保衛中原，所以中央特地任命能員，集合大軍，運用新的戰略戰術，與之作殊死戰，因此徐州的爭奪，成為第二期抗戰的中心。
（一）反攻濟甯
起先，敵人窺破了山東守軍（韓復榘）的低能，採用南守北攻的策略。十二月二十三日就偷渡黃河，二十七日攻陷濟南，三十一日我守軍放棄青島，一月十八日即由泰安，袞州退守至魯西要鎮的濟甯。當時倭寇一面仍由鐵路正面南下，另一方面則謀由濟甯進迫定陶，金鄉，攻取歸德，以截斷我隴海路的交通，對徐州採取包圍形勢；然而由於韓復榘的槍決，李宗仁將軍統率大軍至魯南各線重新加以配備，不但防守嚴密；而且孫曹各部反攻濟甯，與以有力的打擊，這便使他不得不知難而退，改為南攻北守的策略，因此戰事便著重在津浦南段了。
（二）淮南勝利
談到津浦南段的戰事，真是叫人氣憤！本來浦口，烏衣一帶，環水抱山，形勢險要，西漢時代韓信與項羽，曾以此為決鬥的戰場，照理敵人在此地應受相當的打擊；可是當時ＸＸ急於退出南京，曳兵逃命，對這優越地勢，沒有加以利用，致使敵人直下明光，進窺蚌埠；幸而我五路軍，迎頭痛擊；敵才稍為停止前進。雙方相持了一個多月，直至一月二十日敵高橋師團開到後，纔在池河鎮再與我激戰；可惜為的當時那裏是冰天雪地，不適宜於南方的健兒行軍，不得不放棄池河，退守臨淮關，這時敵人已經決定了南攻北守的策略，所以大量增援不斷地向我進玫。我第ＸＸ集團軍，于學忠部自青島奉命趕至增防，奮勇抵禦，結果仍因眾寡不敵，不能不順次撤退至蚌埠，鳳陽，定遠，懷遠等地。到了二月十日，敵之主力便紛紛由臨淮關渡河，徐州因而發生嚴重的威脅；幸虧我軍事領袖指揮神速，新戰略的運用靈活；尤其是淮南民眾忠勇衛國，終於在鐵路正面，受我於部猛烈抵抗，殲獲甚多；在鐵路西側，我五路軍以運動戰的嶄新姿態，出擊側背，一面圍攻上窰，克復考城，破其外部；一面以主力直向懷遠，蚌埠，劉府一帶前進，使敵人的後方根本動搖，不得不把已經付了重大代價而渡河的主力，重新撤回淮河南岸；加以東面盱眙一路，我五合縣的保安隊及ＸＸ軍的一部乘機克復明光，張八嶺，沙河集等地，損壞鐵路甚重，淮南紅槍會及民眾武力，又四齣襲擊，陷敵於四面包圍之中，敵先後傷亡約在五六千人以上。兵力分散，補充困難，這就叫他不得不把南攻的策略復改而為南守，重移戰事的重心於臨臺支線上去。
（三）臨沂殲敵
敵人在淮南受創之後，急於改向津浦北段進攻，一面派遣機械化的精銳部隊兩個師團，沿濰臺公路由諸城，莒縣南下，奪取臨沂，對徐海取包圍形勢；一面又準備用重兵沿津浦正面南陷，直搏徐州。當時我防守臨沂的隊伍是ＸＸ集團軍龐炳勛的部隊。龐部素極勇敢，守禦嫌太寂寞，早已派出一支隊伍去進攻蒙陰，和泗水方面的敵人。他們突然聽到敵軍大舉南陷的消息，又急速地集合隊伍，開往湯頭一帶佈防；誰料到我方剛開始做防禦工事，而敵人的先頭部隊已經到湯頭了，於是雙方便發生猛烈的遭遇戰，經過四天四夜的肉搏，斃敵官兵無數終以陣地被毀，略向後移。這時敵方也受到很大的挫折，無力再繼續進攻了，所以在三月四日之後，戰事漸趨沉寂；可是敵人沒有攻下臨沂，無論如何是不甘放手的；同時我軍也非死守這個據點，不足以保衛徐州，因此把滕縣的ＸＸ軍張自忠部調來助戰。在三月十三日二時，激戰又起。龐部故意後退，引敵深入；張部則迂迴到敵的後路。翌日，內外線夾擊，敵人損失奇重，狼狽退去，我軍乘勝進攻，對敵取大包圍形勢。歷十四、十五、十六，三日激戰，終於擊破敵的精銳，崖頭一地，敵我三出三進，結果仍歸我有。劉家湖一處，四齣四進，亦為我所克復，經過三晝夜的血戰，殺得沂河兩岸敵屍山積，沂水染成紅流。統計該役敵人死亡在五千以上，傷了一萬多，敵長野聯隊長及中小佐多員斃命，全聯部隊殲滅殆盡，這是臨沂大捷的經過情形。
（四）滕縣血戰
當臨沂激戰的時候，敵人窺我大軍集中淮上，在滕縣的張自忠部隊，又已東移。估計守滕縣的川軍鄧孫兩部，戰鬥力必極薄弱，故以極猛烈的姿態，於三月十四日，開始滕縣的攻擊。當時南陷敵軍不下四萬人，分道向滕縣以北地區猛攻，鏖戰竟日，我正面及左右翼各防線都屹然不動；但因正面太廣，空隙很多，當天傍晚，敵利用其騎兵及坦克車繞攻我側後，致使前線各部隊被隔絕了；敵又以主力萬餘向我右側運動，故於十六日拂曉，逼近東關。當時我守城的部隊僅川軍ＸＸＸ師及ＸＸ師各一營，另ＸＸ師由前線調回把守東關外的一營，全數兵力僅只一團，武器既劣，子彈又缺乏，而陷城的敵騎兵，重砲及戰車齊全，砲火密集，來勢兇猛。我川軍忠勇堅毅，將士都抱著必死決心，雖然經過一整天的轟擊，仍能予敵以慘敗。入夜，我軍王銘章師長和ＸＸ師稅副師長由左前方調回ＸＸ部，呂曾二旅部隊，連同周縣長所率領的公安隊，警備隊（約五百人）及原有守城將士約三千人，誓死防守。雖已被敵重重包圍，犧牲極大；然以守土將士意志堅決，城防穩定如故。十七日，我方略有增援，士氣為之一振，夜間適為農曆二月十五，月光皎潔，予敵人以轟擊之便，徹夜以大砲機槍向我掃射，全城煙火沖霄，損失甚重。翌晨，敵又增援三千，配合排砲三四十門，集中火力轟擊數小時，城垣，垛子，城樓均被掃平，城內的民房亦盡成瓦礫；正午，敵機復加入作戰，形勢益劣，城垣缺口，不可數計，我三千守軍，大部已壯烈犧牲，僅存的七八百人，還在奮勇堵戰；至午後五時，因城垣缺口太寬，敵兵蜂擁而入，我王師長及兩師的主要長官均已殉難；城內傷兵三百名，不肯被俘，亦集中入救，以手榴彈自行轟炸，全部犧牲，一些剩餘部隊，仍在利用頹垣破壁，拚命抵抗，直至黃昏，稅代師長率領少數官長，在敵人砲火密集之下衝出西門，滕縣始淪於敵手。此役我軍犧牲兩千餘人，敵之傷亡，加倍於我，郊外敵屍遍野，血流成渠，結果我雖退出空城，然已取得了最高的代價。
（五）臺兒庄大殲滅戰之勝利
攻陷了滕縣的敵人，接著進攻臨城，棗庄，韓庄，以為可以不費吹灰之力，即可直下徐州，不料這正陷入我軍大包圍的圈套中，把侵華的急先鋒坂垣和磯谷兩個師團大部殲滅，造成了轟動中外臺兒庄大勝利的史蹟。
按我軍自滕縣退出後，即展開新的運動戰略，全線一致發動，向前猛烈進攻。湯恩伯軍團在大砲掩護之下，強渡運河，一舉即克復了韓庄和沙溝向著棗庄前進，圍困頑敵千餘名，於中興煤礦公司的職工子弟學校內，垂手即把他全部撲滅，克復棗庄；同時我孫曹兩部也由南陽橋渡過運河，佔領了界河，續向大汶口襲擊，破壞界河，巨城，袞州間的鐵橋及鐵道四十餘里，正向東南迂迴，完成大包圍的策略，這樣一來，把北段深入的敵軍切成數段，使他無法進退，因此敵不得不放棄沿津浦南進的企圖，而集結主力拚命進攻臺兒庄了。
在血戰的前夜，我軍原定計劃，係以孫連仲軍守臺兒庄正面，派ＸＸ師向高營嶧縣出擊，誘敵南下，然後以湯軍團關麟徵部由右側翼乘虛猛攻棗庄，切斷敵人歸路；不料敵已先行集中主力，在三月二十三日拂曉，即猛向我正面壓迫高營，眾寡不敵，不得已由泥溝退至臺兒庄以北。這時湯軍正在推進途中，僅一部分抵達。棗庄正面的敵人沿臺棗線分三路撲來，孫軍池峰城師倉猝遭逢大量敵人；工事尚未完成，便負起死守臺兒庄的全責。苦撐八日，先後殲敵三千餘名，陣地屹然不動。直至四月一日，湯軍迂迴至蘭陵，向城一帶，與孫軍取包圍夾擊之勢，截斷了敵的後路，予以重大的控制，敵始不得已分竄蘭陵，應付湯軍，臺兒庄戰事稍形和緩；在蘭陵的敵軍，經我湯部猛烈衝殺，傷亡奇重，殘餘部隊召回臺兒庄，復於四日清晨作最後的掙扎。幸我在臺兒庄的部隊已略有增援，雙方展開血戰後，我軍持大刀，手榴彈，在一天內即斬敵二千餘名；同時左右翼各師，也分別發揮大規模的機動術戰，把敵人分為數段，各個擊破。因此從五日起，戰局漸次穩定。到六日早晨，我各路大軍乘敵喘息不定，又施總攻，當夜即將庄城內二百餘名殘敵全部殲滅；庄城附近各村寨的敵人，也被我孫軍盡數肅清。敵人自詡為精銳的部隊，都在這次犧牲了。剩下那些殘兵自然早無鬥志，自七日起，便沿臨臺支線兩側向北潰退，統計此役殲敵兩萬以上，戰利品之奪獲