另一邊的台兒莊戰場，也打得非常熱鬨。
當時中國軍隊無論武器裝備還是單兵作戰能力都遠遜於日軍，往往需要數倍兵力才能與日軍抗衡。
儘管如此，中國軍民的抗戰決心卻無比堅定。
戰區司令長官坐鎮指揮，製定了誘敵深入、圍點打援的戰略。
日軍磯穀師團驕橫輕敵，貿然進入我軍預設的包圍圈。
台兒莊，徐州的門戶，成為這場戰役的核心。
西北軍將軍率部死守台兒莊，與數倍於己的日軍展開殊死搏鬥。
戰鬥異常慘烈，雙方反複爭奪陣地，城內巷戰，白刃相接，每一寸土地都浸染著鮮血。
中國士兵用血肉之軀築起了一道鋼鐵長城。有戰士回憶，日軍“就像螞蟻一樣，一波倒下，一波又衝上來”。
守軍彈藥匱乏，甚至用大刀、長矛與敵人肉搏，展現了驚人的勇氣和毅力。
外圍的湯司令部也按照計劃向台兒莊推進，對日軍形成合圍之勢。
內外夾擊之下，磯穀師團陷入困境。日軍困獸猶鬥，企圖依托殘存的兵力負隅頑抗，但最終未能扭轉敗局。
台兒莊戰役，中國軍隊以巨大的犧牲取得了最終的勝利。
這給中國軍隊帶來了更大的自信心，堅信隻要不向日軍投降，勝利必定是屬於中國的。
從而士兵士氣大漲，在戰鬥中表現的更為出色，失敗主義也逐漸消失，
在徐州會戰以勝利而結束後，中國人民的民族精神表現的十分強烈，堅信中國必定不會被日本侵略者打敗。
另外，這場戰役持續了有五個多月，這為之後的武會戰贏得了更多的時間去準備作戰策略以及集結物資，確保戰爭必需品是充足的。
徐州會戰也打擊了日軍的戰略計劃，日本軍隊原本就兵力不充足，作戰策略有待完善，在攻占了太原後便準備停止大規模的攻擊，想趁這個時間來擴充兵力以及提升作戰計劃。
可是在徐州會戰中，台兒莊戰役使得日軍損失十分嚴重。
日軍不能接受這種失敗的恥辱，便再一次發起了進攻，提升戰略以及擴充兵力的事情都擱置一邊了。
最終，日軍因為兵力的不足在徐州會戰中失敗了。
所以說徐州會戰沉重的打擊了日軍的戰略計劃。
徐州會戰結束之後，平靜了大概一個星期。
4月中旬，侵華日軍華北方麵軍和華中派遣軍，集結精銳部隊13個師團約30萬人馬，配備各種重武器，輔以飛機數百架，
采用南北對進，側翼迂回的戰術，分六路向徐州實行包圍進攻，企圖以速戰速決的手段圍殲中國軍隊主力於徐州附近。
日軍的企圖既已暴露，很顯然再守徐州，在大平原上與日本決戰，無異於引火自焚。
第五戰區司令長官憑借高超的指揮藝術，完成了這場大撤退。
5月底，各路日軍衝進徐州，發現徐州空空蕩蕩，壓根沒見到中國軍隊的影子。
日軍大本營陸軍部向天皇報告說：
我軍雖以主力自徐州以西切斷了中國軍隊的退路，將徐州地區鐵桶般包圍起來，
但總計約50個師的中國軍隊，於5月中旬突然從西南方向跳出我軍重圍，戰果之微出乎意料。
它的成功絕不亞於台兒莊大捷，它使日軍戰略決戰的企圖又一次破滅，為後來的武漢大會戰保存了實力。
對以後的抗日持久戰和奪取最後勝利，具有無法估量的重大意義。
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