1938年5月初，日军终于看到了他们希图出现的战场态势：由于鲁南方向第五、第十师团的牵制滞留作战，中国军队的数十万大军已云集徐州附近。于是，日军从南北两线开始对徐州实施战略合围。
正值淮北大旱时节，许多河流都已断流，日军的机械化部队可以疾速推进。五月四日，集结在凤阳、蚌埠、怀远一带的日军第三、第九、第十三师团以及配属的机械化突击部队，在大量飞机的掩护下，一部沿着津浦铁路线西侧、主力则沿着涡河西岸开始向北挺进。
在涡河一线，中国守军韦云淞的第三十一军因为防线正面过于宽大，被日军突破后不得不向西退却。周祖晃的第七军五月一日才由合肥调至涡河负责防守；同时，还接替了第三十一军在淝河北岸的部分防务。桂军官兵工事尚未修好，就遭到日军炮火的猛烈轰击。随后，第七军在日军步兵锋刃一般的强劲冲锋下弃守溃散。五日，日军突破了涡河两岸中国守军的阵地。第二十一集团军总司令廖磊急令第四十八军，在津浦路西侧以及涡河西岸，向疾速北进的日军发动侧击，以减缓日军强悍的攻击势头。但是，中国军队的瞬间侧击，在日军强大的火力压制下，根本无法收到任何成效。况且，日军也没有与中国军队纠缠作战的意图，日军的目标很明确，即完成对徐州的战略大包围。
廖磊又急令刘汝明的第六十八军南下增援。刘汝明部五月三日才集结徐州，刚刚归属第二十一集团军指挥，西北军部队对增援桂军作战并不坚决，部队才走出徐州以南约五十公里，刘汝明见战场态势已不可能令他孤军南下，为避免被日军包围，第六十八军向西面的涡阳地区紧急收缩了。——至此，津浦路南段门户洞开，北进的日军华中派遣军有了直扑徐州的态势。
廖磊不得不下死令，命贺维珍的第一七三师在蒙城构筑起防御线，以迟滞日军北进的速度。
干旱的淮北突然下雨了，道路泥泞，夜晚伸手不见五指。第一七师副师长周元率部向蒙城开进的速度极其缓慢。蒙城是个小县城，城墙是单薄的土墙，周围开阔的麦田也不利于守城。中国守军五月六日晚赶到，仓促修筑起简易工事后，日军已经迫近。一〇三三团团长凌云上的部署是：蓝权的三营布防东门外附近的村庄，一部在东门内大街构筑巷战工事；李国文的二营主力为团预备队，控制在北城，一连则在北门外和西北角布防，面向涡河警戒；贾俊优的一营主力布防南门外，并在城外西郊构筑阻击工事；团搜索队七十余人，轻机枪两组十人，步枪和手枪队各三十人，于涡河北岸向龙坑方向警戒。八日，日军骑兵先遣队接近蒙城，遭到一〇三三团搜索队的袭击，日军在短暂的混乱后重新冲击而来。搜索队利用麦田作掩护，与日军对峙到黄昏。
这时候，日军炮兵的气球升起来了，悬停在蒙城东门的上空，炮兵瞄准方位开始猛烈地炮击，炮击之后是步兵的冲锋。三营守军抵抗顽强，一直打到天黑，令日军毫无进展。天亮了，日军的炮火再次轰击东门，战机也飞临蒙城上空俯冲投弹。这一次向东门发起攻击的日军步兵中夹杂着十辆坦克，死守东门外阵地的中国守军伤亡达二百余人，最后被迫退入城内。同时，南门外阵地也在苦战后丢失。至此，蒙城城外阵地全部落入日军之手，城内的中国守军陷入重围。晚上，日军一面爬城墙，一面向城门袭击，除了有涡河天然屏障的北门外，蒙城其他三个方向的城门处均彻夜激战。
凌晨时分，日军开始总攻，火炮、飞机以及直接抵近城墙的轻重火器组成极其猛烈的火网，蒙城的三面落弹如雨，硝烟弥漫，墙倒屋塌，日军从东面和南面倒塌的城墙缺口冲进来。关键时刻，团长凌云上亲自持重机枪向日军射击，终于把从缺口处涌入的日军堵了回去。
日军整顿后再次发动攻势，工兵乘坐坦克冲击中国守军的工事，然后步兵依旧向残破的东门猛冲。中国守军兵力有限，外援无望，眼看着日军冲入城区，坦克沿着大街横冲直撞，守军官兵被分割成碎片。激烈的巷战中，三营营长蓝权阵亡，紧接着副师长周元阵亡。最终，蒙城中国守军。团官兵几乎全部牺牲，只有团长凌云上率十余名官兵冲出了日军的重围。
五月九日，蒙城陷落。
在徐州主战场的西南方向，日军也已位于中国军队的侧后。
李宗仁意识到了形势的严峻。
此刻，北线鲁南地区的中国军队被日军第五、第十师团死死牵制着无法解脱，而南线日军的第三、第九、第十三师团全速北进的目的无疑是对徐州实施包抄。因此，必须在北线日军急速南下之前，阻滞南线日军的推进速度，以解徐州被南北合围之忧。但是，中国军队主力之前已大军云集北线，此刻让任何一支部队南下，不但会遭遇南线日军的猛烈打击，且相对于岌岌可危的战场态势而言，都已显得为时过晚。
九日，日军第十六师团从济宁出发向西挺进，当天渡过了大运河；配属该师团的第十四师团酒井支队，于十一日夜占领郓城。
南北两路日军合围徐州的战略意图已十分明显。
中国统帅部得到了如下确切情报：
据谍知：敌为攻占徐州，其华北方面军最高指挥官寺内寿一大将、司令官梅津美治郎中将、津浦路方面作战司令官稔彦王中将、胶济路方面作战司令官三毛一夫少将，均已在最前线之临城指挥作战。又平汉路方面作战司令官香月清司中将拟亲率第十四师团沿濮县渡黄河经菏泽到曹县，与津浦路以西之敌军相互呼应。又敌华中派遣军最高指挥官畑俊六大将及司令官冈村宁次中将同在蚌埠设临时指挥所，亲身督战。
日军的作战目的是一举消灭中国军队的主力。
但是，蒋介石的判断却出人预料，在日军对于徐州势在必得的情形下，他仍旧认为徐州战场上的日军是在“自取败亡”：
查日寇自鲁南屡败惊慌万状，近竟放弃晋绥江浙既得地位，仅残置小部扼守要点苟延残喘，而调集所有兵力指向陇海东段孤注一掷，以图幸逞，其总兵力合两淮鲁豫至多不过十五万，较之我军使用各该战场之兵力约为四倍以上之劣势，且敌之后方处处受我扰袭，补给不便，较之我之后方有良好交通线者，其补给及兵力转用之难易相去甚远。目下敌不顾其兵力之不足及战略态势之不利，竟敢采取外线包围作战，其必遭我军之各个击破而自取败亡殆无疑问。仰望忠勇将士明察彼我熟权利害，鼓舞所部以旺胜企图心各向任务迈进，击灭当面之敌以寒寇胆而扬国威为盼。
如果从军事上看，这封电报上的所有分析都很正确：兵力劣势的日军远离后方，孤军深入，绝对是在冒军事上的大不韪。可作为中国军队最高统帅的蒋介石应该明白一个严酷的现实，那就是日军之所以敢违军事常规，以劣势之兵力包围如此众多之师，且不顾后方坚决贸然挺进，也是出于对中国军队全面作战素质的判别。显然，蒋介石的意图是：在徐州战场上，中国军队能够对日军实施大规模的反包围，然后聚而歼之。这无疑是蒋介石一个人的自以为是。
身在战场的李宗仁，已经意识到中国军队所处的危境。他认为，如果每一支部队在战术和作战上，都具备完成战略和战役所赋予任务的能力和素质，台儿庄血战胜利后也不会让战败的日军重新组织起坚固的防线，以至于在鲁南战场上形成僵局，导致中国军队的主力被牵制在那里，而当淮南的日军开始北进，鲁西南的日军开始南下时，中国军队已无法调整战线分兵主力前去阻击。
为了落实自己的战略意图，蒋介石带着作战厅厅长刘斐和军令次长林蔚等幕僚飞往郑州。刘斐提醒蒋介石：鲁南部队在运河一带的防御，能否保持到主力部队对日军实施反包围作战的时候，还是一个问题；同时，南线日军的第一线兵力，苏北方向不过三千多人，淮北方向不过五千多人，但两路日军疾速挺进如入无人之境，因此，南线的中国军队能否击退淮北之敌然后再转身支持鲁南和鲁西南作战，确实很难说。但是，蒋介石坚持他的见解。他生怕李宗仁不贯彻他的意图，到达郑州后又声称要亲自去徐州指挥作战。——“我估计蒋的本意就是自己不想去，否则，他领着我们一道去就是了。”
因此，刘斐表示他和林蔚去就可以了，委员长不必冒这个险。蒋介石马上说：“你们去同德邻（李宗仁，字德邻）说，这个是敌人的大包围，不赶快想办法，几十万大军会丢掉的。你们还要向各级将领讲明白，要他们贯彻统帅部的命令。只要大家齐心，首先各个击破淮北、鲁西方面的敌人，再对鲁南转移攻势，胜利是有把握的。”
刘斐和林蔚去了徐州。
蒋介石还不放心，五月十二日，他又以训令的方式致电李宗仁：
一、国军决先击灭淮北及鲁西之敌。二、鲁南方面在敌抽调兵力转用鲁西之情况下，除应以有力部队增强右翼防敌包围外，须即刻设法抽出三四师兵力位置徐州，为该战区的预备队，必要时用蒙城方面之攻势。三、鲁南方面即决心取守势，于必要时可依运河逐次抵抗，至不得已时则固守徐州国防工事线，以获得攻势方面决胜之时间。四、总之第五战区第一任务在击灭蒙城方面之敌，使全盘态势有利，否则保有鲁南阵地亦属无益。希当机立断，速决实行具报。
此时，南线日军自蒙城出动，三天之内前行一百六十多公里。第十三师团进至永城，第九师团占领了百善，担任第九师团右翼保护的第十八旅团攻占了南坪集。——在永城、百善、南坪集以东，徐州已近在百公里之内。而在战场的正南方向，五月六日才从南京调入的日军第三师团，在蚌埠与怀远间集结完毕后，十五日进至宿县以南的大营集附近。十四日下午，日军第十三师团编成的快速挺进队抵达陇海路，炸毁了汪阁东面的铁桥。而这就意味着：中国第五战区后方唯一的交通大动脉陇海铁路被切断了。
日俘交代自己部队番号
在北线，日军第十四师团主力，五月十二日在濮城、杨集以南强渡黄河，直逼菏泽城下。菏泽守军第二十三师师长李必藩决心死守待援。日军对菏泽发起攻击，第二十三师官兵奋力抗击，日军突破中国守军的外围阵地后，菏泽陷入重围。日军调来重炮猛烈轰击城内，第二十三师官兵死伤惨重。最后时刻，第六十七、第六十八旅旅长信心动摇，率部后撤，致使菏泽城防瞬时崩溃，大批日军涌入城内。第二十三师参谋长黄启东率残部在城内与日军肉搏，寡不敌众却誓死不降，最后独自跳城自杀。李必藩师长身边仅剩下一个直属连和几名随从副官，直属连官兵顽强肉搏，杀开一条血路突围而出。
李必藩师长
李师长跑到距菏泽五公里的一个名叫曲只集的村庄内，在军用地图的空白处写下了一行字：“误国之罪，一死尤轻。愿我同胞，努力杀贼。”他为自己用人不当致使菏泽失守悔恨不已。——李师长在一块门板上平躺下来，举起手枪，朝自己的太阳穴扣动了扳机。
北线的另一支日军，中岛今朝吾的第十六师团，十一日主力自郓城开始南下，击退了中国守军第七十四师的阻击，占领金乡和鱼台。之后，第十六师团也组织起一支快速支队，不顾一切地急促南下，于十五日早晨抵达陇海线，炸毁了汪阁东面的三段铁路后，与华中派遣军的快速挺进队会师。
南北两路日军在陇海铁路会师，标志着日军对徐州战场上的中国军队的战略包围已经合拢。
为加强华北方面军在徐州会战中的攻击力量，日军大本营从关东军调来了混成第三旅团和混成第十三旅团，命其十五日到达战场配属第二军。至此，日军围歼徐州附近中国军队主力并占领徐州的会战计划已经完成大半的任务：以约六个师团部署于徐州以北，以约三个半师团部署于徐州以南，以连续的攻击行动将中国军队吸引滞留于徐州地区，而后以迅猛的迂回作战南北对进，切断陇海铁路。那么，对于日军来说，剩下的任务就是：向包围圈的中心——徐州发起突击，以歼灭中国军队的主力。
徐州战场俘虏的日军士兵
十六日，南线日军第九师团推进到距徐州咫尺之遥的萧县。
同一天，北线日军第十六师团占领唐楼，第十师团从沛县以东南下到距徐州只有六公里的地方。
李宗仁急令从鲁南战场下来的第一三九师前往阻击。该师在师长李兆瑛的率领下即刻向萧县前进，中国守军进入县城的当天，萧县城外的高地和城关已全部落入日军之手。为了不让日军快速靠近徐州，李宗仁又急令张自忠率第五十九军、第九十二军增援第一三九师死守萧县。但是，张自忠部受到日军的猛烈截击，根本无法靠近萧县。萧县四面被围，当日军步兵由北门冲入县城时，第一三九师粮弹俱绝，与外界失去了一切联系，师旅两级预备队均已用尽。守军官兵一边肉搏一边突围，李师长和石副师长均负伤，参谋长邓佐虞、副旅长吕汝爽、马骥德和团附陈芳荣以及营长李彦文、黄超云、李廷舟阵亡。
萧县失守，徐州战场上的中国军队深陷重围。
日军知道中国军队除了突围之外别无选择。
日军已经急不可待地要“冲进徐州”。
十六日，李宗仁下达了放弃徐州并全面突围的命令。
中国第五战区突围命令：一、第二集团军、第二十二集团军及第五十一军、第六十军、第四十八军、第二十二军、第七十五军之第六师、第九十三师、第一三二师和第一四〇师为鲁南兵团，以孙连仲为总指挥，于学忠为副总指挥，守备徐州，掩护大军转移。
二、第二十军团（第一一〇师、第四师）及第二、第六十八、第五十九、第九十二各军，与第九十五师为陇海兵团，以汤恩伯为总指挥，刘汝明为副总指挥，由徐州西南转进亳县、柘城、太康、鹿邑、淮阳、涡阳一带。
三、第二十一集团军、第三十一军及第七十七军为淮北兵团，廖磊为总指挥，由宿县、固镇一带向太和、阜阳、颍上、凤台、寿县、正阳关之线转进。
四、第二十六、第二十七集团军为淮南兵团，以李品仙为总指挥，确保官亭、舒城、怀宁之线。
五、第二十四集团军为苏北兵团，以韩德勤为总指挥，仍确保淮阴、东海一带。
六、挺进军（第六十九军）应在费县附近鲁南山区经营根据地，进行游击作战。
抗战史上中国军队最大规模的突围行动开始了。
中国军队在自己的国土上寻找生存出路是有优势的。中原地区幅员辽阔，地势平坦，庄稼茂盛的田野里公路和土路密如蛛网，尽管日军南北两路来势凶猛，但毕竟兵力有限，在徐州附近形成的包围圈到处是缝隙和漏洞。第五战区的突围命令刚一下达，十分熟悉地形和道路的数量巨大的中国军队，在迅速脱离包围圈的强大动力支持下，从战场上的各个缝隙蜂拥而出。日军虽然下达了猛烈追击的命令，但洪流一般的中国军队在徐州战场的各个方向狂涌不止，以日军有限的兵力能够追得上哪一股又能堵住哪一支？
偌大的徐州战场上，庞大的中国军队转瞬间就没有了踪影。
日军目瞪口呆。
日军追上的仅仅是因负伤或生病掉队的中国官兵。他们在一名伤兵身上发现了一张第二十二军军长谭道源的名片，不禁大喜：“铃木快速部队二十日急袭在尹集的第二军司令部，军长谭道源中将被俘（负伤后死去）。这位军长像个武人，很出色。”实际上，这名伤兵是谭军长的副官。
最后撤离徐州的中国军队，是卢汉的第六十军。无法得知李宗仁为什么命令这群在台儿庄附近已经血战数天且伤亡严重的云南人来死守根本无法防守的徐州。李宗仁的要求是：为掩护鲁南大军突围，第六十军坚守徐州的时间越长越好。为此，李宗仁送来一份“徐州附近五千分之一国防工事设施要图”，又用徐州中央银行来不及搬走的小额钞票拨给第六十军二十二万元作为“三个月的伙食费”。
第六十军军长卢汉记述：
日军对徐州的包围圈越缩越小，陇海、津浦东南西北四面铁路线已被切断，敌机在市区整天投弹轰炸，我鲁南二十万大军又都涌到徐州，挤在徐州至宿县公路的狭长地带，各自夺路，这时，李宗仁亦已离开徐州……遵照明令，我率部队立刻急行军向指定的汪庄前进，预计五月十九日晨到达。这时来自西南方向的枪炮声隐约可闻。我遂决定派一八四师杨宏元团先到徐州西郊段庄一带布防，掩护友军撤退；然后将我军分为三个纵队，由张冲师长率领，向徐州以南大五柳集、屠家庄地区集结。我则偕部分参谋人员先至徐州，勘察地形，规划守卫徐州部署。我先到战区长官部，院内空无一人，军政机关亦早撤走。
我失望之余，只好赶往九里山视察工事。我沿着阵地看了一周，只有十几处钢骨水泥筑成的机关枪掩体，而且布置在北面，东南西三方均无防御设施。我又离开九里山到徐州市区，这时敌军已攻陷萧县，敌人的炮火已打到徐州西郊。敌机终日轰炸，火光熊熊，行人稀少，交通要道已无大部队通行，唯有零星散兵向南奔跑，道旁负伤官兵则卧地呻吟。徐州东火车站附近的仓库及停置路轨上的列车中，弹药、粮秣、器材等物资堆积如山，正放火焚烧，浓烟滚滚。
卢军长终于在徐州郊外的一个小村庄里，找到了他的上司孙连仲——“他和他的卫兵已倚装待发。”卢军长急切地询问：如果第六十军死守徐州，增援的部队是哪支？什么时候才能抵达？所有的部队都已撤走，只命令第六十军固守，统帅部是否已决定进行反攻？第六十军死守多长时间算是完成任务？一问三不知的孙连仲只好说：“局势到这个样，你们军也跟随大部队之后撤退吧。”
第六十军没有固守徐州，虽然是最后突围的部队，但所幸大部分官兵冲出了日军的包围圈。
相比之下，倒是李宗仁的第五战区长官部的突围险象环生。
十七日晚上，日军的炮弹已经落在徐州市里，李宗仁转移到了郊外的一个村庄，但日军的炮弹竟然一路追着他打，其中的一发炮弹准确地落在了他的房屋顶上，所幸那一刻他不在里面，把他的传令兵炸死了。十八日晚，李宗仁和战区长官部的幕僚们开始乘火车突围。原计划火车抵达宿县后折向西，但才前行了几十公里便传来猛烈的爆炸声，有人报告说，前面的一座铁路桥被撤退的中国工兵炸断了，为的是不让日军追击过来。包括李宗仁在内，火车上的所有人开始下车步行，走了一夜才接近宿县，但坏消息随即传来：十九日晨，宿县已被日军占领。——在战区长官部开始突围时，李宗仁曾严令第二十一集团军总司令廖磊派出最有力的部队，死守宿县三天，直到长官部突围出去才能弃守。
李宗仁以为这一重任只能交给他信任的桂军部队，然而，奉命死守宿县的第七军第一七一师师长杨俊昌，在日军第三师团与第九师团的联合猛攻下，不到一天就命令部队弃城撤退，导致战区长官部的突围之路被日军堵死。杨俊昌的理由是，第一七一师在上海血战后全部由新兵补充而成，奉命转进徐州战场，经过在淮南阻击日军北进的战斗，接到死守宿县的命令时，全师仅剩五百残兵。尽管他认为让这五百残兵坚守宿县“简直是胡来”，但还是执行了开赴宿县的命令。
徐州战场沮丧的日军俘虏
宿县是一个大县城，第一七一师的残兵难以布防四个方向，可是日军从四面包围而来。宿县的陷落，只是时间问题，而且不会超过一天。由此，除了杨俊昌认为应该孤注一掷死守外，第一七一师的其他将领都认为不如尽快撤走，以免被迅速全歼。杨俊昌知道违令的结果，最后时刻他说服自己的理由是：用他一个人的脑袋保住其他人的性命。——一九三八年十月，杨俊昌因违抗军令弃守宿县，被国民政府军事法庭判处十年监禁。
在距宿县六七公里处，李宗仁见到了南撤至此的汤恩伯。汤恩伯的军团不但仍有“数师之众”，且还有数门十五生（厘米）的大炮随行。汤恩伯问李宗仁要不要与他一起突围，因为他的部队“实力雄厚"，日军难以围歼。李宗仁则认为，让这支中国陆军中的精锐之师脱离战场至关要紧，而带着他的长官部必会形成拖累。于是，两人决定，汤恩伯的军团继续向西突围，李宗仁的长官部绕过宿县向东南突围：
我即亲率长官部一行千余人向东南前进。沿途皆有敌机跟踪轰炸，然在大平原之上，部队分散前进，敌机杀伤力甚小。越过津浦路以西地区后，某次吾人正在一大村落造饭休息，忽为敌侦察机发现。该机兜了个圈子即行离去。我知其情不妙，匆匆饭毕，即令全体人马离开该村。我们走了不及二三里地，突有敌轰炸机二十余架比翼飞来，一阵狂炸，该村落顿时夷为平地，而我辈竟无一人死伤，亦云幸矣……我们自东边绕过了宿州，足足走了一整天，抵达涡河北岸，与第七军来接的部队共一团人相遇。涡河桥梁、渡船皆毁，人、物渡河已感困难，随行汽车数十辆自然无法携带，乃悉数在河边焚毁。渡过涡河，进入第二十一集团军防地，才完全脱离了敌人的包围。
四月十九日中午，日军占领徐州。
日军对中国军队撤退的速度和技巧甚感惊愕，认为徐州会战的战果因此被大大打了折扣，折扣低到了作战计划预想的“一折”：
中国军的退却，实在巧妙，日军即或发现踪迹，在麦田中亦无法追及……中国军不但轻装，而且善走，同时所着服装与一般民众无异，故纵不及退却，亦可冒充一般民众，欲捕捉几不可能……况彼等之退却与一般大部队之退却方式不同，亦若蜘蛛之子，由四面八方各自分散，嗣在指定之安全地区集结……而且日军兵力仅五分之一，故对退却迅速之中国军，只能产生一折程度之打击而已。
从日俘口中得知的消息非常重要
徐州战场上中国军队的大撤退，从军事上讲是一次成功的行动。——数十万大军在战局不利的情况下转移脱离战场，不但破坏了日军与中国军队决战的计划，还使国家军队的主力得以保存，这也符合中国持久抗战的需要。
当日军意识到徐州附近战机已失后，迅速调整部署，把攻击方向转到了中国第一战区所属的豫东地区，目的是捕捉和歼灭陇海路东段的中国军队主力。
日军第十四师团从菏泽兵分两路，其先头部队于五月十七日抵进兰封以东的仪封附近，再次切断了陇海路。中国第一战区紧急调动宋希濂的第七十一军、桂永清的第二十七军，由兰封反击仪封；薛岳指挥的豫东兵团主力也由归德向西夹攻，把突进豫东的日军第十四师团的三个步兵大队、一个重炮旅团和一个野炮团阻击在了内黄、马庄寨和人和集一带。
在第五战区中国军队主力撤走后，徐州以西的豫东地区至少还存在着属于中国第一战区的近二十万主力部队，而土肥原贤二竟然指挥着他仅有两万人的第十四师团毫无顾忌地冲了进来，这不但使蒋介石大为意外，也令被如此蔑视的中国军队感到愤怒。——徐州会战后期，发生在豫东地区的未在计划之内的作战，被中国方面称为“兰封会战”。
蒋介石决定给土肥原贤二以重击。
蒋介石的信心来自这样一个前提：第一战区中国军队与冲进来的日军第十四师团的兵力对比几乎达到了十比一，而且第一战区的中国军队的主力均是精锐的中央军部队。
中国第一战区的作战构想是：由俞济时的第七十四军和李汉魂的第六十四军之一师组成东路军，自归德沿陇海路两侧向西攻击；以桂永清的第二十七军、宋希濂的第七十一军组成西路军，由兰封向东攻击；由孙桐萱的第三集团军和商震的第二十集团军组成北路军，在定陶、菏泽、东明、考城一线切断土肥原贤二的退路。为保证作战目标的达成，特别命令黄杰的第八军、郭忏的第九十四军之第一八七师以及杨光钰的第二十四师等部队坚守砀山和归德一线，阻击日军第十六师团由徐州西进增援。命令汤恩伯的第二军团、胡宗南的第一军等中国陆军之精锐主力集结豫东相机投入。
中国军队拟以二十万对二万的绝对兵力优势，彻底歼灭日军土肥原贤二的第十四师团。
二十一日，第一战区的中国军队兵分三路，开始夹击深入到内黄、仪封一带的日军第十四师团。王耀武的第五十一师和龙慕韩的第八十八师一部收复了人和集和内黄，两地的日军向西南方向混乱逃窜。同日，宋希濂的第七十一军向仪封的日军发动猛攻，迫使仪封日军向西北面的东岗头、毛姑寨方向逃窜。
中国军队随即发起了猛烈的围歼战。
战斗一开始，在毫无遮蔽的平坦的盐碱地上，第二十七军第四十六师官兵遭到日军炮火和机枪的打击，日军火力之猛，使得冲锋号刚一响起，第一三八旅二七五团二营五连排长陈猷和他身边的司号员瞬间便被打倒在地。副排长李勋率领官兵投出一波又一波的手榴弹，然后官兵们趁着烟幕冲到了日军的战壕边，战斗由此进入了残酷的肉搏战。
……一名日军端着三八枪向我猛刺过来。我本欲先发制人，但枪比敌短，说时迟那时快，日军的刀锋已近我身，我急忙向左一闪，刺刀从我右肘飘过，刀尖划破了我右下臂皮肉。我顾不了许多，忍住疼，用枪托顺势横扫过去。日军眼快，以左手接住我的枪，用力一拖，我顺势一压，双方都脚失重心，同时倒地，在地上扭打一团，谁也不愿松手。这时，另一日军欲刺我的后背，但刚一举枪，就“呃”了一声倒下了。
我回头一看，是机枪手周天禄砸死了该敌。接着，老周身子一转，冲着被我压在下面的日军一脚踢去，同时用枪托将该日军砸得脑浆崩裂。我刚站起，只见周天禄如闪电一般，抡起机枪左右开弓，勇猛异常，顿时就砸死了六个日军。周天禄是河南信阳人，二十五岁，农民出身，为人忠厚，力气很大，能双手同时举起两个成人，是我连第一大力士，平时我俩感情较好。这时，他虽身负轻伤五处，但毫不在乎。十余分钟后，我连毙敌八十余名，剩下的日军仓皇逃跑。
战斗持续到下午，第一三八旅已经拼得所剩无几了。阵亡者中有一名学生出身的士兵名叫费精进，日军的刺刀从他的前胸刺穿到后背，他的刺刀也刺进了日军的腹部，双方的刺刀就这样留在了对方的身上。旅长马威龙对官兵作战勇猛很满意，亲手写了两张嘉奖令，一张是因五连坚守阵地，还捉了一名日军俘虏，给予褒奖；另一张是论功行赏，中尉排长王永福提升为上尉连长，上士副排长李勋提升为少尉排长。大家一致推荐勇猛的大力士周天禄负责保卫旅长的安全，马威龙高兴地接纳了。可是，在接下来的战斗中，排长李勋负伤，当他被抬到刚刚收复的罗王车站时，碰见了守着一副担架的周天禄。周天禄说，他和旅长一起上前沿时，旅长被炮弹炸倒了，除了一条大腿外，全身都被炸烂了。在放着马威龙旅长遗体的担架旁，排长李勋和大力士周天禄抱头大哭。
