國民黨徐州綏靖公署主任薛岳，自恃軍事方面在蘇北魯南佔有絕對優勢，雖然在宿北被殲一個整編師，仍然認為當前是聚殲陳毅的絕好機會，決心繼續貫徹原定的戰略意圖。
12月28日，薛岳調整了部署，將原4個兵團改組為5個兵團：
阜海兵團：由原鹽阜兵團改編，司令官仍為歐震，整編第25師增加了第40旅。由阜寧向海州方向進攻。
淮隴兵團：由整編第74師及第7軍171師編成。司令官張靈甫，受李延年指揮，由漣水向隴海路進攻。
隴南兵團：由宿新兵團改編，司令官胡璉。重建整編第69師，保留第41旅、第60旅、預3旅番號，由徐州綏靖公署參謀長任師長，由宿遷向隴海路進攻。
隴東兵團：由3個整編師（整編第64師，師長黃國梁，轄第131旅、第156旅、第159旅。整編第59師，師長劉振三，轄第38旅、第108旅，附重迫擊炮第13團1個營、工兵第30團第2營。整編第70師，師長陳頤鼎，轄第139旅、第140旅）組成，司令官李文田，受馮治安指揮，於台兒庄以南沿隴海鐵路自西向東進攻。
嶧臨兵團：由3個整編師（除整編第26師、整編第77師外，新增整編第51師（師長周毓英）轄第113旅、第114旅，第1快速縱隊轄第80旅、中央直屬榴炮第5團及第4團1個營、戰車第1團第1營、搜索營、工兵營和汽車團）組成，司令官改為整編第24軍軍長李玉堂，受馮治安指揮，繼續沿嶧臨公路向東進攻。（謝聲溢等編：《綏靖紀實》，第88～93頁）
薛岳的部署存在較大的缺陷。馮治安為徐州綏靖公署副主任兼整編第33軍軍長，所部系由原西北軍馮玉祥部改編，一向受國民黨嫡系軍隊排擠。這次調整部署撤銷其兵團司令官職務，留下一個中間空頭指揮的頭銜。所部2個整編師（第59、77師）分屬2個兵團，這樣使用，馮治安不僅不能使該部官兵效命，反而為中國共產黨統一戰線和兵運工作創造了良好條件。