由於徐州地區的戰略地位非常重要，所以戰鬥的焦點集中在徐州地區。徐州位於江蘇省西北部，黃河和淮河之間。根據陸羽的《安徽、江蘇兩省誌》，徐州是津浦、隴海兩條鐵路的樞紐。徐州山川重疊，歷來是中國軍事史上兵家必爭之地。
華北日軍南下時，華北山東的第壹道防線，由於守將韓復渠(後被槍決)畏敵避戰，放棄了黃河泰山的天然屏障，不戰而退，日軍長驅直入，奪取了山東大部分戰略要地，對抗戰形勢產生了十分不利的影響，進壹步刺激了日寇的欲望。日軍為了連接華北和華中兩個戰場，決定以濟南和南京為基地，沿津浦鐵路從南北兩端進攻，最後與徐州會師打通津浦路。為此，日軍集中了24萬精銳部隊，於1938年6月下旬開始南北進軍，進攻徐州。
中國非常重視徐州的防禦作戰。中國第五戰區已調集約60萬兵力防守徐州地區，主力集中在徐州以北，抗擊北線侵華日軍。在津浦鐵路南段部署了壹支部隊，以阻止南線的日軍向北推進。這場戰役是壹場大規模的戰役，中國軍隊在黃淮之間的廣大土地上對日軍展開了激烈的攻防戰。
從1938+65438年10月下旬開始，華中地區的北方日軍與中國軍隊接觸，遭到了中國軍隊的激烈抵抗。2月9日，日軍壹度越過淮河北岸，但很快被中國軍隊打回淮河南岸，形成與中國軍隊隔河對峙的局面。北線，日軍華北方面軍第2軍指揮精銳的第5、10師分支南下，其中第5師從青島南下，企圖奪取魯南重鎮臨沂，再從東路進攻徐州。我們在臨沂的軍隊很弱。3月中旬，張自忠將軍兩次領兵救援，兩次擊退日軍，兩次取得臨沂戰役勝利，沈重打擊了囂張的阪原師團。而且臨沂保衛戰的勝利，挫敗了日軍第5、10師的會師企圖，為臺兒莊殲敵奠定了有利基礎。在日軍10師方向，即津浦路前方，2月中旬，我軍主動進攻濟寧，給日軍造成1000余人傷亡，阻礙了日軍行動。3月24日至4月7日，中國軍隊集中兵力，不避犧牲。對突入徐州附近的臺兒莊的日軍10師的萊古支隊(旅)進行了反復猛烈的打擊，致使65438+10萬人除少數突破外，大部分被殲滅。中國軍隊取得了抗戰以來的重大勝利。臺兒莊大捷後，蔣介石決定擴大戰果，向徐州大量派兵，希望在此與日軍作戰。但日軍大本營註意到徐州地區集結了大量中國軍隊後，於4月7日制定了徐州地區作戰指導要領，重新部署6個師的兵力再次南北推進，包圍中國軍隊，企圖壹舉殲滅中國軍隊主力。經過連續的激烈抵抗，中國軍隊未能阻止日軍的進攻。到5月15日，日軍已經完成了對徐州的圍攻。形勢危急，中國決定放棄徐州，到21，徐州地區中國守軍主動撤退。
徐州之戰持續了四個多月。日軍雖追至津浦線，但未能達到攻擊中國軍隊主力的目的。再次打破日本人速戰速決的企圖。中國軍隊把日本的主力吸引到津浦線，暫時轉移了日軍的進攻方向，為抗戰初期最後壹次關鍵會議的部署贏得了寶貴的時間，特別是臺兒莊的勝利極大地鼓舞了全國人民抗日。