兵力分散陷被动
日军在1938年春台儿庄战役中遭受惨败后，其大本营决定集中华北、华中两个方面军的兵力，南北会攻徐州。此时，国民党第五战区部队虽取得台儿庄大捷，士气正旺，然而久战疲惫，消耗较大，无力与敌决战。但为了防止敌攻陷徐州，长驱直入武汉，遂决定在徐州抵抗，以进一步消耗敌人。为此，先后增调部队20余万，连同原有部队共约60万人。李宗仁将部队全部投入第一线，分兵把守在西起微山湖，经峰县、兰陵、向城，东至郯城一线，长达300余里。由于兵力分散，会战一开始就陷入被动局面。5月初，敌南北两军同时发动进攻。在徐州以北，敌第14师团从瀵城南渡黄河，攻陷菏泽、郓城，5月中进入兰封东侧，切断陇海路;敌第16、第10师团从微山湖西侧南犯，攻占金乡、沛县，5月中旬进入徐州北;敌第5、第114师团攻占郯城、邳县一带，5月中旬进入徐州东侧。在徐州南，敌第101师团从苏北东台出发，沿运河北进，5月初攻占阜宁，策应北线之敌南下;敌第6师团进入合肥附近，牵制中国守军力量;敌主力第3、第9、第13师团在装甲部队和空军配合下，沿津浦路西侧北犯，至5月18日先后陷宿县、萧县，并有一部进至陇海路黄口车站。敌对徐州形成四面合围之势。中国守军被迫步步退缩，为防止被敌歼灭，李宗仁奉命决定放弃徐州，徐州终于沦入敌手。
国民党第五战区徐州之败，固然有前此消耗较大，久战疲惫等因。然而导致此次失败的直接原因则是兵力过于分散。由于60万兵力置于300里长的防线，留下了许多薄弱环节，给日军造成了可乘之机，从而在较短的时间内便攻占了包括徐州在内的许多地方。