日方
华中方面军司令官畑俊六
华北方面军司令官寺内寿一
兵力
中方
约60万名士兵（64个师）
日方
约24万名士兵（8个师）
日军1937年12月13日占领中华民国首都南京之后，继续北上，第13师北渡长江，侵略华北的日军第二集团军南渡黄河，意图打通津浦线，串联华东和华中地区。
日本参谋本部的原本想法仍希望1938年先巩固战线，等1939年发动大规模作战，不过日军前线的方针与日本国内相左，因此很快日军指挥官就纵容部队发动攻势。日本大本营为打通津浦铁路，使南北战场连成一片，先后调集8个师另3个旅约24万人，分别由华中方面军改编的华中派遣军司令官畑俊六和华北方面军司令官寺内寿一指挥，实行南北对进，计划首先攻占华东战略要地徐州。
中国军队由第五战区司令长官李宗仁指挥，先后调集64个师另3个旅约60万人，以主力集中于徐州以北地区，抗击北线日军南犯，一部兵力部署于津浦铁路南段，阻止南线日军北进。
12月26日，日军第10师团沿津浦路南下，追击韩复榘主力，第5师团向胶济铁路东进，急攻烟台、青岛，日本海军陆战队也在青岛登陆夹击。李宗仁下达军令，蒋介石同时也急电，要求韩复榘务必在津浦路沿线要地防御，但韩置之不理，不战而退，放弃在山东部署已久的黄河防线，12月27日，济南不战而沦陷。这次抗命撤退致使津浦线大门洞开，日军由矶谷廉介率领的第10师团乘势南下，使得山东省北部遭到日军占领。1938年1月11日，蒋介石在开封召开紧急战区军事首长会议，决定军法审判韩复榘，随后执行枪决。
在徐州南部，日军强渡淮河，向北岸发起进攻。中国军队中原东北军改编的第51军在军长于学忠率领下，与日军展开激战，淮河两岸敌我阵地反复易手，第五战区以第59军军长张自忠率部驰援，在淮河北岸地区顽强抗击日军，至3月初恢复淮河以北全部阵地。双方隔河对峙，国军将日军阻止在淮河南岸，打破其与北线日军会合的企图。
在徐州以北的日军同样分路南犯，给予徐州更大压力。庞炳勋第3军团第40军部节节抵抗，张自忠的第59军继而从淮河驰援，坐火车一天一夜赶到临沂，激战5昼夜，重创日军第5师团，迫其撤退。
另一股日军坂垣征四郎所领导的第5师团则趁虚从胶东半岛登陆。占领青岛后，又沿胶济线攻打鲁南军事重镇临沂。中国守军庞炳勋所部第40军与日军展开激战，后张自忠一部等增援，与庞炳勋所部前后夹攻，暂时打退进攻临沂的日本军。
日军第10师团濑谷支队3月20日孤军深入，向台儿庄突进。台儿庄为徐州水陆运输大动脉的关键地，如遭占领，徐州的防御将更为艰难。李宗仁决定扼守京杭大运河河北要塞台儿庄，采取积极防御战法，在当地与日军展开大规模决战。
第20军团军团长汤恩伯率部让开津浦铁路正面，转入兰陵及其西北云谷山区，诱敌深入，拊敌侧背，与李宗仁的第二集团军形成内外夹击之势，并令第三集团军进至临城、枣庄以北，断敌后路，呈开口袋阵。3月27日，蒋介石率领军委会高参白崇禧亲自前往徐州督战。3月29日，华北方面军越级令坂本支队朝台儿庄进攻，汤恩伯移动52军，令坂本支队陷入口袋。由于张自忠第59军、庞炳勋第40军的通力合作化解日军冲力，让汤恩伯完成包抄，成功包围了攻击台儿庄的濑谷支队。4月7日，第五战区发起全线反攻，李宗仁下令所有参战国军，全力扫荡，日军死亡人数超过1.6万人，史称“台儿庄大捷”。
4月，日本大本营下令所有在中国的部队，不惜一切代价，发动徐州会战，一定要在徐州捕捉到国军主力，予以围歼。日本以八十号大陆令，发出徐州会战的作战命令，动员华北方面军和华中派遣军的主力投入这场战斗。同时还下令关东军派军支援，紧急派遣大本营的作战部长桥本群少将，率领参谋本部的参谋军官，在济南成立大本营派遣班，进行作战协调工作。
此时国军忽略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。日军改以部分兵力在正面牵制对方，5月5日，日军主力开始从南北两个方面向徐州西侧迂回包围，企图从侧后包围徐州，歼灭第五战区主力。
由于日军东南两路赶到，外加日军陆战队登陆连云港，已形成对徐州的四面合围态势，5月15日，日军包围徐州，蒋介石为保存有生力量，决定放弃徐州。中国军队于1938年5月19日撤出徐州，日军第13师团攻入徐州空城，徐州陷落。尽管如此，徐州会战消耗了日军有生力量，迟滞了日军进攻速度，为部署武汉保卫战赢得了时间。
武汉保卫战
（1938年6月11日～1938年10月25日）
主战将领
中方