四月二十九日拂晓，日军以其主力部队向禹王山大举进攻，先派出飞机侦察六十军阵地，放气球给炮兵指示目标，继而在蒲汪等地的十几门敌炮，铺天盖地向禹王山的阵地轰击，山上山下瞬间被炸得昏天黑地。冲上山的两个排一百三十多人，在日军炮火轰击下，伤亡近百人，只剩下三十多人守着禹王山山顶。

　　守在禹王山西面车辐山滇军重炮营，也以最猛烈的炮火向日军进行反击。禹王山前沿阵地的战防炮连，也同时向敌坦克开炮。而疯狂的日军仍冒死前进，像野牛一样一群群地冲来。中国守军坚决迎击，先以步机枪，继以手榴弹，最后展开白刃战。

　　经过如此反复的三天两夜激战，来犯之敌大部已被歼灭于禹王山下，曾动摇过的阵地得到全面巩固，日军对禹王山的数次进攻皆以失败告终。

　　五月三日以后，双方保持对峙局面。至五月十八日，滇军完成掩护任务，受命撤至运河西岸，禹王山阻击战以滇军大胜结束。

　　这座没有庞大的体魄，也没有俊俏的丰姿，静静地横躺在辽阔的麦田里的禹王山，在日军飞机大炮猛烈轰炸下，六十军在此竟然坚守了二十七天，创造了继台儿庄之后又一个最坚固的堡垒。

　　六十军以牺牲一万三千八百六十九人、受伤五千多人的巨大代价，阻敌二十七天，将南犯日军紧紧地拴在了禹王山下。

　　战后，在一片一千多平方米的山坡上，地表被很厚一层手榴弹木柄、弹片覆盖着。当地居民在埋葬战士遗体时，见一个战士，双手仍紧握着上着刺刀的步枪，刺刀上仍有血迹。他上衣口袋里还存有一张纸条，上写：“生在云南，死在山东。”

　　正是由于六十军的顽强阻击，第五战区于五月初，北依禹王山、方头山、艾山、南北劳沟，重新建立起一条横向防御线。日军逐步增援后，始终未能突破此条防线，鲁南地区的战事由此陷入胶着状态，日军两个师团付出了巨大的代价。但是，日军第五师团、第十师团的战略目标就是滞留台儿庄一带的中国军队，并吸引中国军队主力东援，而这正是日军徐州会战第一期的目标。

　　徐州北线激战之际，南线日军华中派遣军第六师团先锋坂井支队四月二十三日从芜湖出发，二十四日占领和县，二十六日占领含山，三十日占领巢县；第一零一师团先锋佐藤支队四月二十四日从东台出发，二十六日占领盐城，二十八日占领新兴。

　　此时，蒋介石尚未预见到敌对徐州将采取大规模的包围行动，认为淮南方面日军的进攻仅是策应鲁南作战，因而仍本着“以攻为守”的方针，决定在鲁南和淮南两战场同时采取攻势，以阻止日军的南北对进。他于四月三十日向李宗仁发出向鲁南方面、淮南方面进攻的训令。

　　日军期待中的态势终于出现了：由于鲁南方向日军第五、第十师团的牵制滞留作战，中国军队数十万大军纷纷前来，云集徐州附近。

　　恰值淮北干旱之际，淮北江河湖泊断流，日军机械化部队如履平地极速推进。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，在飞机的掩护下，一部沿着津浦铁路线西侧、主力沿着涡河西岸开始向北挺进。五日，日军突破了先后由第三十一军和第七军防守的涡河两岸阵地。第二十一集团军总司令廖磊急令第四十八军侧击津浦路西侧之敌以减缓其北进，见难凑其效，又令刘汝明的第六十八军南下增援。刘汝明孤军南下恐遭日军包围，第六十八军出徐州约五十公里后便向西面的涡阳地区收缩。至此，津浦路南段门户洞开，日第九师团沿北淝河左岸地区，向板桥、赵家集一线前进，日军第十三师团从涡河西岸地区向蒙城前进。

　　为了保卫徐州侧后方，第二十一集团军司令廖磊电令第四十八军一七三师副师长周元率一零三三团防守蒙城，以阻止沿蒙蚌路和涡河而进之敌。

　　周元率二千多官兵于四日自淮南田家庵出发，经凤台渡淮河，冒雨北上。因天降大雨道路泥泞，加日军空军袭扰，六日上午十一时左右全部抵达蒙城县城。

　　蒙城为皖北平原县城，地处平原，城郭纵深小，城墙单薄，唯东面房屋稠密，森林茂密。仔细研究后，周元下达命令：一营长贾俊优营主力守护南门外及城南，派一个连的兵力警戒城西；二营长李国文以一个连的兵力守护北城外涡河边、北门及城西北角，严密监视渡河日军，主力作为团预备队；三营长蓝权以主力防守东门外各村庄占领阵地，以少量兵力防守东城门及两侧街道；团搜索队作为团机动部队，主要在涡河以北，全集到移村间搜索巡逻，并警戒龙亢方向，严密监视进攻日军动向，协助各部组织防守；团部炮兵由团统一指挥。

　　七日上午十时左右，日军先头部队，骑兵百余人在三架飞机掩护下向蒙城方向搜索前进。下午三时许，日骑兵到达移村附近，突遭麦田里等候多时的搜索队攻击，顿时大乱，纷纷溃退，稍加整顿后，又向守军冲来。守军则利用麦田作为隐蔽，坚决抵抗，最后形成相持之势。日军在东门外十华里位置施放留空气球，对守军阵地进行观察，并引导炮兵对东门外、南门外村庄内守军阵地进行轰炸，然后以步兵向前冲锋，被三营官兵击退。入夜，不甘失败的日军又来偷袭，守军官兵顽强抵抗，枪炮声响了一个夜晚。

　　涡河北岸日军也想南渡涡河，从蒙城北侧和西侧发动攻击。由于一营守卫渡口一个连的顽强阻击，始终未能得逞。最后日军绕道涡河上游小涧集，偷渡成功，再由西向东压过来，向守卫渡口的中国守军展开攻击。守军逐步向蒙城撤退。

　　八日晨，日军再次施放留空气球为炮兵指示攻击目标，大炮、飞机齐轰蒙城。十时左右，日军从城东与城南外两个方向开始攻城。下午一时左右，日军得到坦克增援后，故技重演，在留空气球的指引下，施以大炮轰击，加之坦克助战，天上三、四架飞机来回轰炸蒙城守军阵地。战斗至此，三营将士伤亡已经超过二百余人，团长凌云上命令担任东门守备任务的三营一个连调到东门外增援，守备任务交由二营完成。战斗至下午六时左右，东门外阵地均被日军炮火粉碎，守军放弃东城外所有阵地。入夜后，南门外阵地孤悬城外，三面受敌，更被日军连番猛攻。经过苦战，至夜半时分，亦被迫放弃阵地。至此，蒙城外全陷日军之手，守军被围城内。

　　九日晨七时开始，日军先以大炮轰击城内，后步兵纷纷搭板架梯，从东城城墙、东城南端缺口爬入城内。团长凌云上率二营副营长李如春和二营的两个连，从东门两侧房屋小巷内向敌侧翼猛攻。凌云上亲操重机枪封锁城墙东南缺口，向敌连续射击，终将进入城内之日军消灭，恢复阵地。十时许，日军再次以炮兵向城内阵地猛烈炮击，飞机反复轰炸扫射。东、南、西三个方向均发生激烈战斗。十二时左右，日军在东南方向施放大量烟雾弹，掩护其步兵发起攻击。三辆坦克配合步兵展开攻击，炮兵将东城门及城墙上工事全部摧毁，并延伸射击，构成浓密弹幕，使我军增援部队无法通过。大队日军遂越过东门城壕，爬上城顶，并由东门及东南角缺口进入城内。战至下午一时许，日军多辆战车涌入城内，占领市中心的十字街口，并分别向西、北方向展开攻击，县城被分割成几块，守军相互之间失去联系，各自为战。为了减少无谓牺牲，周元和凌云上带领小北门附近的队伍，组织突围。突围过程中，周副师长不幸中弹牺牲。最终，一零三三团官兵几乎全部牺牲，仅团长凌云上在内军官三人及士兵十三人突围成功。

　　蒙城血战三昼夜，迟滞了日军对徐州的包围，为第五战区主力部队转移赢得了极为宝贵的时间。

　　原来，自四月中旬至五月上旬，有十二个军陆续调到徐州地区。它们分别是：卢汉第六十军、谭道源第二十二军、樊松莆第四十六军、石友三第六十九军、李仙州第九十二军、李延年第二军、刘汝明第六十八军、冯治安第七十七军、刘膺古第八十七军、杨森第二十军、徐源泉第十军、韩德勤第八十九军。至此，徐州前线集中了二十八个军六十四个师又三个旅，近五十万人。

　　如何使用这些兵力？

　　李宗仁的想法是，以我军人多的优势，拉长一线战线完成对日军的包抄，获得对日军的侧翼进行打击。

　　而这正中日军下怀。

　　如此一来，中日两军的侧翼不断延长，就像两条长蛇，互相想吃掉对方。

　　对李的做法，刘斐大怒：“李长官糊涂！五十万大军都顶到一线，西起微山湖，东至郯城，三百多里的阵地，要一个个占领，和日军搞阵地延长赛，有什么意义？敌人一旦迂回包围徐州，几十万大军如何转移？应结束这种危险的阵地战，迅速转为机动防御，尽量缩小战场的正面，除以一部与日军保持接触外，主力应部署在有利于机动的位置，相机打击日军。”

　　果不出刘斐意料，李宗仁想拼阵地战，而日军却想打围歼战——运动到徐州以西，切断中国军队退路。

　　此时，日第十六师团已由济宁出发，向徐州之西砀山方向攻击前进，意图截断中国守军西撤之路。

　　至此，日军包围徐州战略目的已经极其明显。

　　李宗仁发现日军已经不想跟他打阵地战了，他的想法落空了，于是不怪别的，就怪蒋介石为何要派这么多部队来。李宗仁、白崇禧之间因此有一段精彩对话：

　　李宗仁问：“委员长调来这么多部队干什么呢？”

　　白崇禧答：“委员长想要你继续扩大台儿庄的战果！”

　　白崇禧说话向来都是话里有话，李宗仁不满地说道：“此非其时也！”

　　李宗仁开始为徐州人满为患担忧了。

　　然而远在武汉的蒋介石因为台儿庄胜利、因为晋东南取得反九路围攻胜利，深受其鼓舞，胆大得令人惊奇。

　　刘斐急忙向蒋介石谏言道：“无论是作战能力，还是作战时机，中国军队都不能与日军展开决战，如果贸然集中主力实施固定一地的决战，不但很难在正面强攻的阵地战中取胜，还容易落入日军多路包抄分割的圈套。此时津浦路南北皆被敌占，日军若切断陇海路，则徐州将成为绝地。我几十万大军将身陷囹圄。”

　　蒋介石一下清醒过来，细细一看地图，不由大惊，说道：“你们去同德邻说，这个是敌人的大包围，不赶快想办法的话，几十万大军会丢掉的。你们还要同各级将领讲明白，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，有把握的。”言毕，蒋介石命起草电文鼓励前往将士：

　　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灭亡殆无疑问。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。

　　为了表明自己必胜的决心，蒋介石自己也前进了一步，由武汉前往郑州。到了郑州，离战场一近，随行的作战厅厅长刘斐立感战情诡异，又再次提醒道：“晋东豫北日军突然间就沉寂下来，我预感日军有横渡黄河、偷袭陇海路之势。”蒋介石表情悲壮地看了刘斐一眼，说道：“你们没决心，我有！我去徐州！”刘斐赶紧说道：“怎么能让您去呢!职去，职这就去！”

　　作战厅厅长刘斐和军令部次长林蔚火线来到徐州。刘斐见到李宗仁，没谈两句就埋怨当初李不听他的机动部署，更不该将二线部队都顶上去。李宗仁不满地答道：“我不顶能行吗？不然一线阵地都保不住，谁来担责任？委员长不让轻弃阵地，部队好不容易拉上去了，怎能说撤就撤？我没那个本事！” 李懒得听他们啰嗦，就安排刘、林二人早早安歇。等刘、林一觉醒来，得到的消息是，砀山东面的黄口车站已被敌一部装甲部队占领，这样，第五战区后方唯一交通大动脉被截断了，徐州已处在敌包围中。刘斐倒吸了一口冷气，嘴里嘟囔道：“你个七黑！”

　　此时，徐州南线，日第十三师团已进至永城，第九师团进至百善，第十八旅团进至南坪集，离徐州已在百公里之内；日第三师团进至宿县以南大营集；十四日，日第十三师团快速挺进队炸毁了汪阁东面的铁桥，完全切断了第五战区后方唯一的交通大动脉——陇海铁路。徐州北线，日第十四师团攻占菏泽；第十六师团，占领金乡和鱼台后，其先遣队有样跟样地也炸毁了汪阁东面三段铁路，与华中派遣军快速挺近队会师。

　　南北两路日军在陇海铁路的会师，标志着日军对徐州战场的中国军队的战略合围已经合拢。

　　五月十六日，南线的第九师团已至萧县，北线的第十六师团已至唐楼、第十师团离徐州仅距六公里。

　　这个时候再不跑，那就真是“七黑”（广西方言，傻帽的意思）。可是数十万大军，怎么撤退？

　　李宗仁的办法是分路突围。

　　于是，第五战区在最短的时间内，制定出了精密的撤退计划，并于十六日下达转进命令：

　　(1)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、第九十三军之第一三二师和一四零师为鲁南兵团，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。

　　(2)第二十军团(第一一零师、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。

　　(3)第二十一集团军、第三十一军及第七十七军为淮北兵团，以廖磊为总指挥，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。

　　(4)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。

　　(5)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。

　　(6)挺进军(石友三第六十九军)应在费县附近鲁南山区经营根据地，进行游击作战。

　　现在问题是，在鲁南前线，日军第五、十师团紧紧咬着中国军队不放；在徐州周围，日军侦察机天天在上空侦察。

　　几十万大军，如何掩蔽撤退？

　　从十七日夜晚始，这个被后来称为中国版的敦刻尔克大撤退开始了。

　　五月十七日，天下着微雨，日军侦察机依然在云层下来回侦察。

　　晚七时，天始黑，汤恩伯指挥的陇海兵团由运河西岸、西南向津浦铁路之夹沟及符离集（宿县）间前进，计程有一百里。军团既大，道路难寻，凌晨四时半天已明，故欲大兵团在天明前进入宿营地，免去日机之侦察，相当不易。恰好十八日晨竟起大雾，十数丈外不见人，直至十时左右，始雾散天晴。就这样，陇海兵团多争取了近六小时。十八日夜，陇海兵团全部横穿津浦铁路，一步步接近敌军，衔枚疾走。日军虽然切断了陇海路，可是，以其有限的兵力无法切断西面广阔的疆域，且日军到一地一到夜晚就像怕鬼似的猬集一起。结果，陇海兵团与日军竟然没接触，悄无声息就过了日军所谓的封锁线。

　　五月十八日，当天白天，孙连仲指挥的鲁南兵团前线部队依然在阵地与日军鏖战，甚至发动猛烈进攻，但二线部队及后方已经开始有计划地撤退。

　　当晚，负责掩护部队撤退的第六十军军长卢汉在巡查时，发现火车站还有几列伤员专列。参谋告知，这批重伤员近三千人，已经不能行走。但南下的铁路桥已经被炸毁，西进和陇海线上的火车站已为日军占领，伤员只能在这里等待。

　　看到这些友军留下的无助伤员，卢汉满眼通红。

　　战斗二十余天，六十军伤亡过半，伤员很多，卢汉决意要将所部所有伤员都安全转移出去，因此含着泪来求孙连仲，要求他同意六十军撤离。孙连仲于是调生力军刘汝明第六十八军来徐州，以掩护大军撤离。

　　当初南口之战，刘汝明以安全撤退而扬名。

　　作为同系冯玉祥手下十三太保，自韩复榘被杀之后，西北军将领名誉都跟着受损。刘汝明接到命令后，二话不说，将部队带入徐州城。

　　进城之后，刘汝明去见第五战区司令长官李宗仁。李宗仁一个人安静地坐在指挥部。此时，指挥部作战地图、沙盘都已撤掉。李宗仁面前一张纸，手持毛笔，像是要留下墨宝。当刘汝明来了之后，李宗仁问道：“刘军长，你说留什么给日军好呢？”

　　刘汝明答道：“鬼子嘛，送他们探路棍好了。”

　　李宗仁挥毫写下“鬼子”两个字。

　　等李宗仁走好，刘汝明上前，见“鬼子”二字遒劲有力,力透纸背，提起笔，在“鬼子”前补了一个奇丑无比、歪歪斜斜细如蚯蚓的“小”字。

　　当晚十一时，李宗仁率第五战区长官部职员、特务营、中央留徐各机关人员和若干新闻记者，共约千人，乘火车离开徐州开往宿县，然后再往西撤退。可是火车刚行五十公里，前方铁路就被工兵误以为长官部列车已过，将桥梁炸毁了，李宗仁等千余人只得舍车步行。第二天晨抵宿县城北十余里处，与汤恩伯军团相遇。汤恩伯邀请李宗仁随其二十军团一起向西突围，这样更加安全。可李宗仁认为二十军团是中国军队的精华，应抓紧脱离战场，恐长官部与其同行，拖累该军团，所以命令汤恩伯即刻率部西行。李宗仁则带领长官部一行向东绕过宿县，穿行在一望无际的麦田里。一路上险象迭生，多次遭遇日机轰炸，甚至与日军的一支数百人的骑兵擦肩而过。李宗仁一行抵达涡河北岸时，与桂系第七军前来接应的部队相遇，渡过涡河，进入廖磊的第二十一集团军防地，才完全脱离了敌人的包围。

　　刘汝明摆出了一副要与日军决战徐州之势，在各城楼都布下重兵，都摆下重炮。一座座大炮都用黑布掩藏着，只露出粗壮的炮筒，黝黑的洞口。

　　日军四面涌来，像一张大网撒向徐州城。

　　五月十九日晨，华中派遣军第十三师团先华北方面军第十师团一步，兵临徐州城外，准备炮阵。

　　就当师团长荻洲立兵下令要炮轰徐州城时，参谋发现了问题，阻止道：“支那军怎么有这么多大口径火炮？现代作战，决无将大炮置于城楼之理。”

　　有人一旁笑道：“难道他们用的是土炮！”

　　这一句将荻洲立兵也惹笑了。

　　炮轰一阵，不见中国军队反击。

　　这个时候，一个汉奸举着白旗从徐州城内跑出，气喘吁吁地说道：“太君，城内无军队，无军队！”

　　上午十时，日军开进徐州城，发现，城墙上枪杆乃扫把柄，所谓大炮乃竹席卷成。徐州城乃一空城。

　　在第五战区指挥部，贴着一副又大又丑陋的墨宝，远看是“鬼子”，近看是“小鬼子”，那“小”字就如端着刺刀的小鬼子。

　　“太没战斗精神了！”荻洲立兵气得大骂。

　　日军进徐州城唯一战果就是那三千重伤士兵。屠杀他们的，仍然是在南京犯下屠城恶行的中岛今朝吾第十六师团。据该师团上等兵东史郎日记中描述：

　　部队来到徐州火车站，看到一节节车厢里的中国伤兵后，就“习惯性”地往里捅刺刀...

　　发现徐州是一空城之后，荻洲立兵急令追击。

　　最后撤退的鲁南兵团，在孙连仲率领下，由台儿庄西南退却，过徐州南，越萧县，向西穿越封锁线。日军急追而至。危急关头，刘汝明在萧县瓦子口设伏，腰击急行进的日军，将日军缠住。鲁南兵团得以脱险。

　　徐州会战，最终以中国军队安全撤退而结束，日军所得甚微。第五战区实现了最高统帅部最初制定的牵敌于津浦线为武汉会战赢得时间的战略目标。