這次的徐州會戰，日本軍隊的規模遠不如上次徐州會戰的規模來得大，日軍一共只有兩個師團和三個獨立混成旅團的兵力，分別爲第32師團、第59師團、獨立混成第6旅團、獨立混成第8旅團和獨立混成第9旅團，加上輜重兵和朝鮮人，日軍兵力一共也才七萬人。雖然還有十八萬僞軍，但那些僞軍，也就是在日本人勢力強大的時候，才當了漢奸。甚至還有一些僞軍，直接是由某些國民黨軍隊“轉變”過來的。現在眼看着日本人大勢已去，這些僞軍還會給日本人賣命嗎？別的不說，就說平時，他們也就是隻會欺負一下老百姓，打仗只裝裝樣子，根本就沒有真正賣力的打過。現在日本人快不行了，他們能不對日本人反戈一擊就算是很不錯了。
再看中國軍隊方面，除了新七軍、八路軍、新四軍和第五戰區之外，還有湯恩伯部和胡宗南的一部分軍隊，總兵力已經達到了近兩百萬人。
在名義上，這次徐州會戰，中國軍隊的指揮官還是李宗仁和白崇禧。但他們心裡也十分清楚，湯恩伯肯定不會服從自己的指揮調遣。
濟南日軍指揮部，山東日軍司令官土橋一次中將、參謀長寺垣忠雄少將、第32師團師團長石井嘉穗中將、第59師團師團長柳川悌中將等日軍高級軍官聚集在一起，圍在沙盤跟前，正在緊張的討論對策。
寺垣忠雄站在沙盤跟前：“我軍最擅長的，就是進攻！而支那人，擅長防守卻不擅長攻擊，我軍若是收縮兵力困守徐州，那不是好辦法！會被兵力雄厚的支那軍隊分割消滅！我覺得，我們應該主動出擊！”
說着，他看着土橋一次。
土橋一次點了點頭，示意寺垣忠雄繼續往下說。
“各位，你們看，這是支那的新七軍，他們是從微山湖和棗莊以北下來；這是八路軍，他們的進軍路線基本上和新七軍差不多；這是第五戰區的支那軍，他們從皖北和蘇北一帶發起攻擊；這是新四軍，他們也從皖北和蘇北一帶發起攻擊。你們再看這裡！”寺垣忠雄手裡的指揮棒落在沙盤上豫東和蘇北交界一帶，“這是走在前頭的第四集團軍，他們是原西北軍的部隊。這支軍隊，雖然武器很差，但他們的戰鬥力十分強悍！各位，再看這裡，在第四集團軍的後面，是湯恩伯的軍隊和胡宗南的一部分軍隊，這兩股支那人很狡猾，他們藏身在後面，旨意在保存實力！湯恩伯和胡宗南的實力我們是知道的，他們武器雖然精良，但實力卻很弱！支那人有句話，叫柿子揀軟的捏，我們也要捏軟柿子！”
“對！”柳川悌點頭道，“別看湯恩伯部武器精良，可是他們絕對的不堪一擊！別的不說，就說他們的指揮官生活奢侈腐化，他們的軍隊在河南一帶，支那平民痛恨他們，尤甚於痛恨我們！從這些就能看出這軍隊的戰鬥力！”
“也就和皇協軍差不多！”石井嘉穗補充說。
“但是問題有一點，我們要打湯恩伯部，在湯恩伯部的前頭，有李宗仁的軍隊，還有新四軍和第四集團軍。而湯恩伯的軍隊，純粹是在後面撿便宜的。我們要打他，必須經過這些軍隊的重重攔截。”柳川悌提出了疑問。
寺垣忠雄卻說：“那些軍隊，都不是蔣介石的嫡系！他們和湯恩伯部矛盾重重。如果我們要向西面發起攻擊，估計李宗仁部隊和第四集團軍攔不住我們。這些軍隊武器太差，士兵除了英勇就一無是處！一支只有英勇，但沒有好武器和良好訓練的軍隊，他們的英勇只能是白白送死！等我們擊退李宗仁和第四集團軍，就能正面同湯恩伯部交鋒！到了那時候，我們打掉這種支那精銳部隊，就能豎立皇協軍對我們帝國的信心！”
也就在日本人緊鑼密鼓，商討要如何“捏軟柿子”的時候，肖柏早就和第五戰區的李宗仁白崇禧等達成了一致協議，決定，先“假打”，再真打。藉助日本人的手，把湯恩伯部給擊潰，然後自己吃掉蔣介石的嫡系。
至於吃掉湯恩伯部之後，所獲得的人員和武器，則由肖柏和李宗仁平分。
對此，傅作義提出異議：“都是中國人，我們總不能讓他們被日本人殺吧？”
肖柏道：“都是中國人，我首先要保存真心抗日的軍隊！對那些只知道禍害老百姓的傢伙，不妨接着這次機會消滅他們！那些精良武器，在湯恩伯這個膿包手裡，也是白白浪費了，還不如拿過來給我們用！”
2月18日，對徐州一帶的攻擊戰正式拉開帷幕。
首戰，是由李宗仁的第五戰區開始打響第一槍的。
第五戰區從銅山和蕭縣等地，開始攻擊。夜晚8點，中國軍隊的炮彈落在日軍陣地上，緊接着，輕重機槍射出一條條彈痕。
很快日軍就開始反擊，日軍炮兵對進攻的中國軍隊實行了炮擊，以更加猛烈的火力，壓制住進攻的炮兵。接下來，日軍步兵就在擲彈筒、輕重機槍、步兵炮和迫擊炮的掩護下發起了逆襲，向進攻的中國軍隊發起猛烈反攻。
雖然說李宗仁不是盡力在打，但爲了讓蔣介石和湯恩伯看，就要把表演演得更真一些。因此在阻攔日軍反撲的時候，李宗仁部還是打得十分英勇。
中國軍隊一次次打退了日軍的瘋狂反撲，陣前，留下滿地屍體。中國軍隊的陣地上，也有不少戰士犧牲。
太原指揮部，一名情報參謀軍官來報：“報告長官，日軍第六十九師團，從銅山以南迂迴，準備襲擊李宗仁部的後路！”
肖柏回了句：“去給李長官發電，讓他對迂迴日軍進行象徵性的抵抗，然後分兵兩路撤退。一路向在魯南的我部靠攏；另外一路，向南撤退！”
2月20日，日軍迂迴部隊出現在李宗仁部後面。
根據肖柏的提議，李宗仁部在草草做了抵抗之後，就開始撤退。爲了保存實力，撤退的大軍以少量兵力牽制日軍，掩護大部隊撤退。李宗仁部分兵兩路，一路向魯南出發，另外一路撤回皖北境內。
而這個時候，試圖搶奪功勞的湯恩伯部還在向蘇北方向突飛猛進。他們聽到前方的槍炮聲響得激烈，還以爲前面在打得不可開交。
湯恩伯部已經推進到商丘一帶，這時候，湯恩伯收到李宗仁的電報。
“報告司令！李長官來電！”通訊兵走進湯恩伯指揮部中。
“念！”
通訊兵打開電文：“日軍攻勢兇猛，我軍已經守不住，分兵兩路撤退，一部分撤往魯南同新七軍會師；另一部分，撤回皖北境內！望貴部停止前進，原地修築工事！”
這封電報，是李宗仁故意發給湯恩伯的真實戰報。這也是按照肖柏的意思乾的，故意讓湯恩伯知道，自己已經守不住了。
果然如同肖柏所料的一樣，湯恩伯看到電報之後，就冷笑了一聲：“德鄰居然拿一封假戰報來騙我？他想讓我停止前進，好讓他建功立業是不是？我纔不會上他的當！現在傳我令下，全軍加快速度前進！”
結果，第二天早上，湯恩伯部進入皖北，在蕭縣一帶，發現大批撤退的李宗仁部士兵，這時他才明白過來大事不妙。可是這時候，他手頭有三十萬精銳，又不能不打，只好硬着頭皮，同對面的日軍開始作戰。
湯恩伯部是匆匆忙忙趕來的，原本要跟在人家後面佔便宜搶地盤，可是沒料到，自己前頭的“友軍”居然敗得如此之快，快得連自己都還沒有反應過來。“友軍”留下的工事，早已被日本人炸得支離破碎不成樣子。
還沒等湯恩伯部修好工事，日軍很快就在坦克和重炮的掩護下撲了上來。
“日本人來了！”湯恩伯部匆匆忙忙在破破爛爛的陣地上進行抵抗。
畢竟湯恩伯準備不足，而且他的士兵戰鬥力也不怎麼樣，欺負一下老百姓還行，真正碰到日本人，早已被日本人打怕的湯恩伯，見到漫天的炮火，就已經開始盤算着要如何逃命。長官如此，士兵又如何打仗。
雖然日軍人數少，但從火力上來說，日軍還是佔了極大的優勢。
日本人有從150毫米以上的重炮到70毫米的步兵炮，甚至還有裝甲列車上的列車炮。在石井嘉穗的指揮下，日軍集中了多達200多門大小火炮的強大火力，對湯恩伯的先頭部隊發起了猛烈的炮擊。
遭到日軍炮擊，湯恩伯一邊下令，讓士兵頂住，自己卻登上吉普車，連夜向河南境內逃命去了。
主將臨陣脫逃，對士氣打擊是最大的。
在日軍的猛烈進攻之下，湯恩伯部僅僅堅持了六個小時，就開始潰敗。
日軍以第32師團正面進攻的同時，還以獨立混成第8旅團，迂迴到湯恩伯部的側面，對湯軍進行攻擊。
遭到日軍兩線夾擊，湯軍兵敗如山倒，一路向河南境內潰退。
這時候，逃亡中的湯恩伯聽說回河南的路被日軍第69師團給堵住了，於是他下令，調轉車頭，向湖北境內逃竄。
就在湯恩伯部大潰敗的時候，湯軍的後面，卻出現了白崇禧的“督戰隊”。
“讓人喊話下去，不許退！違抗軍令者，就地槍決！”白崇禧大吼道。