第五師團主力，以佔領膠濟公路沿線、加強對膠東半島統治為名，進行間接增援，協助第10師團南下。
華北方面軍的增兵請求送到大本營後，作戰課長河邊大佐一眼看出與御前決定相矛盾，堅決反對。但是，由於寺內壽一的強烈堅持和華中方面軍司令岡村寧次的大力支援，海軍方面也向大本營提出進攻安慶，將空軍基地向中國內地推進的要求。陸軍省次官梅津和朝鮮軍司令官小磯都強調佔領徐州、打通津浦線的重要性。天皇最終同意了軍方積極進攻派的要求。
2月21日，日軍第5師團派出片野支隊從濰縣沿濰臺公路進攻招賢鎮，2月23日佔領呂縣城，逼向臨沂。當天，為進一步加大進攻力度，片野支隊被編入坂本支隊。坂本支隊在臨沂遭到龐炳勳軍團的頑強阻擊，長瀨旅團對濟寧以西的進攻也受到頑強抵抗，磯谷師團再次提請增派軍隊。
於是，徐州形勢再告危急。
1938年3月1日，徐州，第五戰區司令部。
“喂，德鄰嗎？我是何應欽。”
“何部長啊，你好！我是李宗仁啊。”
“告訴你一個好訊息。”
“委員長同意我的請求了嗎？”李宗仁迫不及待地問。
“是的！蔣委員長決定同意你們第五戰區提交的戰役計劃，將張自忠第59軍北調，協同22集團軍，進攻滕縣以北日軍。”
“太好了！謝謝您啊！”
“嗯。具體調動，就由你們第五戰區內部自行安排。”
“好！好！好！”
“另外，再給你透露一個好訊息。為激勵22集團軍濟濟進攻，委員長決定於明天宣佈任命原22集團軍總司令鄧錫侯為川康綏靖主任。”
“太好了！這一下，川軍的鬥志就更高了！”
“委員長希望你們珍惜這個機會，堅決打好這一仗，振奮全國抗戰鬥志。你老兄可不要辜負了委座和大家的希望哦。”
“是！何部長請放心好了，宗仁將竭盡全力，恪盡職守。”
也就在同一天，日軍大本營宣佈，由陸軍省軍事高階課員稻田正純中佐，替換因作戰慎重所貽誤導致徐州被川軍佔領和田島榮次郎少將被游擊隊擊斃的作戰課長河邊大佐；由一直蠢蠢欲動的支隊長瀨谷少將，接替被擊斃的田島榮次郎�