徐州会战的主要任务由华北方面军所属第2军承担，因此华北方面军调整了作战序列，将第16师团、第114师团(欠1个大队)、独立混成第5旅团、战车第2大队、野战重炮第3联队、野战重炮第6联队、后备兵1个大队以及独立工兵联队等部队都加强给了第2军，使第2军的总兵力达到了4个师团又1个旅团。
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4月17日，日军在济南召开徐州会战作战会议，华北方面军、华中派遣军负责作战计划制订的有关作战课长、副参谋长以及大本营直接指导两个方面军作战的负责人作战部部长桥本群少将都参加了会议。经过这次协调会议，华北方面军和华中派遣军分别于4月23日、24日下达了作战命令。为了就近指挥徐州会战，华北方面军司令官寺内寿一大将在济南开设指挥所，华中派遣军司令官畑俊六中将在蚌埠开设指挥所。同时大本营作战部部长桥本群少将作为大本营派遣班对南北两个作战方向进行协调、联络和指导。
中国军队的战役指导
在取得台儿庄大捷后，追击残敌的中国军队未能挟大胜余威给予日军更大的打击，最后与日军相持于峄县以西、以南地区。有些史学家认为是追击的中国军队缺乏主动精神，行动不够果敢，但如果从当时的实际情况来看，中国军队的机动能力相当有限，又没有空中掩护，各部队随行的炮兵力量更是薄弱，在这样的条件下，要想大举追击并击破日军，本身就是不切实际的。
