同时，在淮河南岸，以第二十一集团军第四十八军固守炉桥地区，第七军协同第三十一军迂回攻击定远日军侧后，迫日军第十三师团主力由淮河北岸回援。
第五十九、第第五十一军乘势反攻，至三月初恢复淮河以北全部阵地。第二十一集团军和第三十一军旋由淮河南岸向北岸集中。双方隔河对峙。
二月下旬，日军第二集团军开始分路南犯。东路第五师从山东潍县（今潍坊）南下，连陷沂水、莒县、日照，直扑临沂。
第三军团第四十军等部节节抵抗。第五十九军奉命驰援，三月十二日到达临沂北郊的沂河西岸，协同第四十军实施反击，激战五个昼夜，重创日军，迫其向莒县撤退。
西路日军第十师长濑支队（相当于旅）从济宁地区西渡运河，向嘉祥进攻，遭第三集团军顽强抵抗，进攻受挫；濑谷支队（相当于旅）沿津浦铁路南进，三月十四日由邹县（今邹城）以南的两下店进攻滕县（今滕州）。
中国守军第二十二集团军第四十一军英勇抗击，伤亡甚重，苦战至十七日，该军守城的第一二二师师长王铭章殉国，滕县失守。
滕县之战，中国军队以七千之兵对付装备精良的日军数万之众，不惜重大牺牲，阻止日军南下，延缓了日军南侵的脚步，为调集军队守卫台儿庄的战略部署赢得了时间。
日军占领滕县后，骄狂之极，尽其所有，直赴台儿庄。日军兵力四万余，坦克车七八十辆，山野炮和重炮百余门，并以大批飞机助战，三月二十三日，冲到台儿庄北泥沟车站。
二十四日凌晨，日军以猛烈的炮火轰击台儿庄防御工事，随后以坦克为前导，冲进城内。台儿庄一带宅室多为石头建