（三）津浦线北段
第22集团军邓锡侯部川康绥靖公署主任刘湘病逝、邓锡侯奉调回川后，集团军副总司令孙震代行总司令职。该部于1938年1月奉调至滕县时，邹县已被日军占领。孙震集团军于2月上旬反攻邹县，与日军相持月余。14日，日军进攻滕县北界河，孙震集团军伤亡甚大，界河被占。15日，日军占领临城官桥，迫近滕县，并迂回滕县南，切断守军退路。滕县守军王铭章师闭城死守。汤恩伯军团王仲廉、关麟徵两军驰援，但被日军截阻。17日，日军猛烈攻击，18日滕县城破，师长王铭章殉国，汤恩伯军的界河、沙沟等据点亦失。是日，日军猛攻东移之王仲廉部的峄县（今峄城，属枣庄市）阵地，王部与日军血战，第23团官兵伤亡惨重，团长殉国，峄县失陷。
（四）临沂战役
日军板垣师团于1938年1月4日攻占蒙阴、沂水，10日攻占潍县。青岛弃守后，青岛市长沈鸿烈率海军第三舰队陆战队和地方部队转至诸城、沂水等地展开游击战，一度恢复蒙阴，但2月3日又被日军夺占。庞炳勋军团于2月上旬由海州抽调至临沂地区，协同沈鸿烈部对鲁南日军攻击。2月22日，日军猛力南犯，庞、沈二部节节抵抗。23日，莒县、日照、沂水相继失守。27日，日军板垣师团之坂本支队向临沂发起进攻。庞炳勋军拼死抵抗。3月5日，日军攻占汤头，企图进占临沂，遭到中国军队反击，进展迟缓。3月9日，坂本支队重新进攻临沂。12日，前来增援的张自忠军到达临沂城郊。第五战区参谋长徐祖诒同往，协调张、庞二部共同作战。14日起，张、庞二军协力反攻，与日军激战。16日，日军复行反击。双方在刘家湖一带展开了肉搏，争夺激烈。刘家湖失而复得4次，崖头失而复得3次。茶叶山一度被日军占领，旋即夺回。至17日夜，张自忠军攻击渡过沂河西岸的日军，逐屋争夺，肉搏格斗。板垣师团被歼3000余人，残部北退莒县及汤头。