台儿庄大捷之后，蒋中正根据命令要求快速消灭残敌，第5战区的各部队开始追击撤退中的日军，特别是矶谷廉介的第十师团和板垣征四郎的第五师团。然而，在峄县一带，第5战区的部队与日军陷入了僵持状态。蒋中正并不急于行动，但身边的德国顾问团团长法肯豪森和美国军事顾问史迪威却焦虑不安。根据常规的军事思维，遇到这种情况，正是追击敌人、痛打落水狗的最佳时机。可第5战区的部队在峄县的进攻显得十分乏力，甚至有意放慢了进攻节奏，这令法肯豪森和史迪威十分急躁，两人一边愤怒拍桌，一边抱怨，要求蒋中正加强进攻。

蒋中正听取了两人的建议，但他同时认为李宗仁的做法也有其道理。李宗仁解释说，第5战区面临的问题有三个：首先，战线过长，分布较薄，尽管攻击了多日，效果不显著，要想彻底歼灭敌军相当困难；其次，日军在峄县附近的山地有坚固的防线，而且与枣庄形成相互支援的格局，当前的装备根本无法突破；再者，抗战初期的战略方针是避免陷入阵地战，采取机动战术通过消耗敌人力量获得胜利。因此，第5战区部署少量兵力监视日军，主力则集中在便于机动作战的地区，通过破坏敌军的后勤线和小部队游击战来拖住日军，直到有机会一举歼灭敌人。此外，李宗仁心里还有一个原因未提出来——汤恩伯的第20军团不听指挥。汤恩伯在作战时有两个前提条件：一是必须处于侧翼攻击的位置，二是敌人要在其他部队消耗大部分兵力后，他才会出击。而在峄县的情况是必须打阵地战，汤恩伯认为不符合条件，因此不会出战。

虽然第5战区的兵力看起来不少，包含了多个集团军和军团，实际战力却非常有限。战区面积巨大，从山东到江苏、安徽等地，兵力分散且薄弱。特别是桂军主力的第7军和第48军在淞沪会战中遭受重创，兵力大幅削减，新调来的兵力战斗力不足，无法承担重任。尽管李宗仁紧急调动了部分兵力，但依然很难集中足够的力量形成有效攻击。台儿庄一线的部队虽然经历过台儿庄大捷，但由于损失惨重，已经不具备继续攻坚的能力。尤其是第2、第22、第3军团、第20军团和第59军，都在先前的战斗中损失惨重，实力大幅减弱。尽管汤恩伯的第20军团保留了一定实力，但不符合出战条件。

尽管如此，第5战区的部队并非完全没有能力击败日军的第5师团和第10师团，但这会付出极其惨重的代价。如果第5战区倾尽全力歼灭这两支日军部队，而蒋中正增派的后续部队还未赶到，那么鲁南地区就会出现真空，日军可能趁机从华北调兵南下，直接影响即将展开的徐州会战。蒋中正支持李宗仁的部署，认为日军在鲁南地区的兵力有限，局势并不严重。然而，随着蒋中正增派的部队到达，情况发生了变化。日军迅速加强了对徐州周围的进攻，调动了更多兵力，试图彻底消灭集结在徐州的中国部队，目标是占领徐州，进而占领武汉，最终掌握中国的战略主动。

为了打破这一局面，日军华北方面军决定调动4个师团南下进攻徐州，其中包括精锐的土肥原贤二的14师团。为了增强14师团的突击力，日军将最先进的机械化装备调配给了这个师团，使其成为日军中仅次于第5师团的另一支摩托化部队。同时，日军华中派遣军也加强了对徐州的围攻。这一系列部署显示了日军的强大攻势，但蒋中正和李宗仁依然保持冷静，李宗仁对日军兵力的变化产生了警觉，担心日军会利用峄县、枣庄一带的部队稳住正面，进而通过偷袭切断中国军队的退路。

李宗仁深知，这一战的关键在于防止日军突破运河防线，偷袭台儿庄的后方。然而，第5战区面临着两个显著的防御问题：一是防线过于分散，缺乏纵深，容易被突破；二是中国军队非常担心敌人切断后路，一旦听到后方受到威胁，守军就会迅速崩溃。李宗仁选择以当前的部署应对日军的攻势，但由于战场局势复杂，仍难以扭转主动权。日军的步伐越来越快，李宗仁面对这一局势也感到了压力。蒋中正和白崇禧、刘斐都意识到，若继续按照当前部署，后果可能会非常严重。 在台儿庄战斗中，双方的阵地已经相互交织，任何一点撤退都可能导致整个战线崩溃。李宗仁的计划是在这种情况下，借助部队的机动性反击日军，实施反包围战术，尽管这很冒险，但也能保持一定的战略灵活性。李宗仁不愿放弃攻势，尽管这一决策后来证明是错误的，但在当时，蒋中正和其他指挥官也难以改变这一战略，因为全国和世界的目光都在台儿庄，他们希望中国能够打出第二个台儿庄大捷。 然而，日军的14师团突破黄河防线，切断了第5战区的补给线，局势发生了逆转。第5战区被切断了退路，战区也被分割，无法进行有效的配合作战。这迫使李宗仁不得不做出撤兵决策。然而，李宗仁的撤退策略出人意料，他并没有按照日军设想的方式撤退，而是指挥部队向北撤进，向日军后方发起反击。尽管日军动用了大量兵力，但由于其对战局的过于乐观估计，反而让中国部队成功突破了日军的包围圈。 李宗仁的这一决策，虽然具有冒险性质，但却成功利用了日军的失误。在日军未能及时跟上中国部队撤退的步伐时，李宗仁的部队成功脱离了险境。尽管日军付出了巨大的兵力，最终并未能完全歼灭中国的主力，这也为后来的武汉会战打下了基础。