台儿庄战役历经月余，中**队毙伤日军一万九千余人，俘虏一千八百四十人，缴获大炮五十四门，装甲车二十七辆，大小战车十六辆，轻重机枪两千余挺，步枪两万支，取得对日作战的一场辉煌胜利。
日军继在华东战场先后数次败于新二师之手后，又败在另一个中国将军手里，日军大本营哀叹“再次破坏日军的光荣传统”，它沉重地打击了日军的侵略气焰，鼓舞了国民政府及全国人民的抗战意志，增强了全中国人民抗战必胜的信心，并消除了一些人的对日恐惧心理。
台儿庄的胜利改变了国际上对中日战争的看法，英、美、法、苏等各国报纸都以大字标题刊登台儿庄大捷的消息，并纷纷发表评论。
四月九日路透社电讯说：“英军事当局，对于中国津浦路之战局极为关注。最初中**获胜之消息传来，各方面尚不十分相信，因为除新二军外尚无其他军队取得类似佳绩，但现已证明日军溃败之讯确为事实……英人心理，渐渐转变，都认为最后胜利当属于中国。”
德国报纸则说：“徐州方面中国抵抗力之强，殊出人意外”，“最慎重之观察者亦不能步承认日本必遭失败。”这些社会舆论对提高中国在国际上的地位和争取外国政府的支援，有一定的积极导向作用。
但是，正是由于台儿庄的失败和侵华日军当局为挽回面子强烈要求扩大战局，并发现中**队大量集结于徐州等战况，日军决定投入重兵进行徐州会战。
五月十六日，武昌东湖蒋委员长官邸会议室。
看着从徐州发来的加急电报，蒋介石半天说不出话来。
从四月中旬以来，日军再次调整战略部署，并对前线作战系列进行了一定的撤换和补充，第五、第十两个师团从山东南进，对正面的中国守军第二集团军和第二十、第三军团及第二十七军团第五十九军实施牵制性进攻。
中**队顽强抗击，至四月底，将日军阻止在韩庄、邳县和郯城一线。
随后日军主力从南北两个方面向徐州西侧实施迂回包围。
在南面，隶属于华中方面军的第九、第十三师团从蚌埠地区分别沿北淝河、涡河西岸北进，至五月十三日，陷蒙城、永城后，向江苏萧县、砀山进攻；第三师团由蚌埠进入大营集地区，向宿县进攻。
在北面，第十六师团由山东济宁渡运河，至十四日，连陷郓城、单县、金乡、鱼台后，向江苏丰县、砀山推进；第十四师团从河南濮阳南渡黄河，陷山东菏泽、曹县后，直插河南