下午四點多鐘，從青島起飛的日軍戰機半路攔截轟炸了進攻平邑的57軍。學一師首當其衝，遭受了重大傷亡，被炸死炸傷五百餘人。張自忠以兩個防空團和兩個坦克團迎擊，擊落三架敵機，擊傷兩架。
部隊遭遇了重創，張自忠固然心傷，同時又暗暗興奮，他對趙登禹說：“看來日本人是想在平邑和我們死磕了！好！奉陪！”然後命令學一師和山地師放出全部偵察部隊，朝東、西、北四個方向偵察敵情。
下午五點半鐘左右，葛增福送回最心情報，日軍扳本支隊主力果然已經入駐平邑，而且擺出了防守姿態。一刻鐘以後，51軍軍部發來電報，第10師團所屬第63聯隊出滕縣北門，出擊方向未明。
張自忠立即召集所有師長、參謀長開會，他說：“63聯隊肯定是來兜我們後路的，呵呵，現在我們等於和一個旅團開打了啊。大家說說，這一仗我們怎麼打？”
38師還有132師也是甲種滿編，這樣算起來，57軍一共有四萬五千餘人，而日軍一方有一萬兩千多人。57軍不僅兵力佔優，武器配置上也佔有絕對優勢。
郭達看了衆人一眼說：“軍座，趙副軍長，諸位，我們現在的行蹤已經完全被日軍掌握，經過臨沂一戰，日本人已經完全掌握了我軍實力。我想，在這種情況下，扳本支隊主力還敢入駐平邑等待與我軍決戰，其後肯定有詐。63聯隊肯定是衝着我軍來的，但是，來援的日軍肯定不會只有這麼一支。日本人傻啊？明知不可爲還要過來送死？日軍的混成第三旅團現在在哪？就算還在泰安，有鐵路幫忙，他們要想支援滕縣實在是太方便了。平邑肯定是要打的，但是怎麼打確實值得商榷。我很擔心，一旦第三步兵旅團去滕縣，第10師團騰出手來全軍進軍城前，屆時我們怎麼辦？”
有狐瞳外務部的特工及時傳遞來的情報，郭達和黃海福能夠第一時間獲悉華北日軍各部隊動向，這也讓郭達和黃海福作出選擇的時候，底氣足了許多。
華北方面軍在山東和河北境內共有四個半師團，除了第5師團還有第10師團位於前線，第101師團屯駐於青島、第27師團屯駐於濟南，再就是獨立混成第三步兵旅團屯駐濟寧。郭達和黃海福敢直下費縣轉攻平邑，就是因爲有狐瞳特工做後盾，根本不擔心會被日軍打伏擊或者包圍住。
張自忠敢打費縣、平邑，也正是因爲李宗仁給他提供了相關情報，57軍沒有後顧之憂，他纔敢全軍突擊，想要一鼓而下費縣、平邑，從而將這一帶的水完全攪渾。不過，李宗仁提供的情報裡，並沒有第三混成步兵旅團的訊息。聽見郭達這麼說，他不禁猶豫起來。
51軍是佯攻滕縣，那麼第10師團完全可以留下一個大隊就能騙過於學忠，爭取到個把小時，順利完成和混成第三步兵旅團的防務交接。第10師團一旦進入城前，那麼57軍可就危險了。不管是第27師團還是101師團，只要再來個把師團從東邊一包抄，就能將57軍牢牢圍住。東南方向，日軍還有第5師團一個旅團，屆時該部日軍北上的話，即使李宗仁能夠立即派出援軍，等待57軍的也將是一場血戰，全軍折沒於此都是極有可能的事情。張自忠沉吟着，一度委決難下，甚至覺得出兵平邑的決定有點草率了。他看了衆人一眼，發現趙登禹等原29軍軍官一個個面色沉重，而郭達、黃海福等人卻神色輕鬆，心中驀地一動，笑着問道：“郭師長，你言不盡此吧？繼續說下去。”
郭達和黃海福、郭慕儀等人對視一眼，笑了。郭達說：“平邑打還是要打的，不打，日軍不會更改原先的作戰計劃。真等日軍重兵集結，那麼徐州遲早要丟。軍座，我們的意思是，51軍既然能佯攻滕縣，爲什麼我們不能佯攻平邑呢。呵呵，屆時將第10師團騙出滕縣，我們再以一個師的兵力阻擊扳本支隊，合三個師的兵力再加上51軍，是不是能在第10師團身上很賺一把？！”
張自忠還有趙登禹的臉色變了，51軍佯攻滕縣，57軍裡只有他們兩人知道——郭達這消息卻是從哪裡得到的？難道說李宗仁身邊竟然有狐瞳的人？哎，本來是怕郭達和黃海福出工不出力、有意見才隱瞞了此事，現在看來，倒是以小人之心度君子之腹了。張、趙兩人對視一眼，神色都有點尷尬。
張克俠說話了，他現在是38師的參謀長，正好有資格參加這個級別的會議。他直接質疑郭達的計劃：“要是第三步兵旅團進攻51軍呢？51軍腹背受敵，能扛得住嗎？51軍一旦被擊潰，那我們就陷入被動了。郭師長不會以爲我們能夠先擊潰第10師團吧？”
郭達看着他還沒說話，他的參謀長餘則全開口了：“那要看李司令有沒有魄力在城前與敵決戰了。我們在徐州南邊還有31軍、48軍，只要能調一支過來，我們就能保持兵力優勢。”
“可是，那樣的話，剩下一個軍未必能夠抵擋得住南線日軍，”說這話的是趙登禹。
郭慕儀說：“諸位，你們覺得，我們能夠守住徐州嗎？就是丟了徐州又怎麼樣？委員長提出來的口號是以時間換取勝利，積小勝爲大勝，現階段，我們的目的就是殺敵。只要儘可能多的殺傷日寇，暫時性的丟城失地未必就是壞事。只要我們重創第10師團，那麼日軍的計劃就完全被打亂了，他們會怎麼辦？提前發動徐州攻勢嗎？那樣他們的損失只會更大。”
郭達之前說的話，很多就來自郭慕儀。
歐陽雲委任郭慕儀爲山地師參謀長，看中的就是他的大局觀，他的陽謀能力。郭慕儀不負衆望，面對大型戰役戰事，果然表現出了非同一般的判斷力，不開口則已，一開口就來記狠的。不過可惜，李宗仁沒辦法聽他的。
他的論斷是正確的，可是徐州不能這麼丟啊。徐州一丟，57軍還有51軍還能從山西境內撤退，可是，其它國軍怎麼辦？還沒做好戰備的他們能抵擋得住日軍接下來的攻勢嗎？
郭慕儀將皮球踢給了張自忠，張自忠將它踢給了李宗仁，李宗仁和白崇禧商量以後，最後決定在平邑打一仗，只要能暫時吸引住北線日軍注意力，爲徐州的戰略佈置爭取到一點時間就足夠了。他不允許57軍和51軍和日軍過多糾纏。
李宗仁理想中的決戰之地在臺兒莊，在此之前，他不允許麾下任何一支部隊和鬼子死磕，他要積蓄力量，爭取取得一場大捷，以鼓舞長江沿線節節敗退的國軍的士氣。
平邑之戰，雷聲大雨點小，57軍四個師撲過去，扳本支隊現任最高指揮官平鳩山清大佐本來以爲要有一場苦戰，爲此給筱冢義男還有櫃體生玉（第三步兵旅團旅團長）頻發電報，請求支援。然等第二天天亮，他卻驚訝的發現，平邑城外的支那軍竟然消失了。隨後，他從航空兵部隊接獲偵察機最新偵察到的情報，支那57軍已經退到了北莊。
“八格！”平鳩山清感覺自己受到了愚弄，氣得破口大罵。隨後他便接到了東條英機的命令，讓他立刻出兵臨沂，在臨沂和第5師會合以後，向向城進軍。
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臨沂之戰，扳本支隊一部被殲、支隊長扳本順少將被殺，這對於東條英機來說並不算太大的污點。畢竟，華中方面軍在南線的攻勢也不順利，損失比華北方面軍還大。但是臨沂軍資倉庫被焚燬，卻讓他差點就被解職上了軍事法庭。臨沂一戰是整個徐州防守戰的轉折點，因爲大量物資被焚燬，日軍有條不紊的調動、集結被打亂了，日本大本營震怒之下，下令東條英機立刻發動徐州攻勢，如此一來，卻正好中了李宗仁之計，一步一步的陷入了李、白二人精心設置好的陷阱。
4月21日，第5師團從臨沂出發，向向城發動進攻。同日，日軍第10師團第10聯隊猛攻臨城、第63聯隊狂攻棗莊。中國方面，57軍在向城，51軍在臨城、棗莊一線阻擊日軍，雙方激戰兩天，51軍一部在付出巨大傷亡代價的情況下，不得不首先放棄棗莊。51軍主力和57軍迫於形勢，不得不在其後半個小時放棄臨城和向城向韓莊和底閣撤退，構建第二道防線。雙方又激戰兩日，51軍沿大運河方向撤向臺兒莊；57軍在張自忠的率領下，與第5師團再戰兩日，在達到預期阻擊目的以後，主動撤離，也退往臺兒莊。
4月26日，日軍開始對臺兒莊進行猛烈空襲，重點打擊目標是學兵軍的坦克部隊和自行火炮部隊。守軍倚仗總體落後的防空武器與日機展開激戰，五天時間內，總共擊落日機九架、擊傷十一架。而兩個學兵師前後總共損失了二十七輛坦克和四十三輛防空戰車，自行火炮因爲隱藏及時，沒受任何損失。
5月2日，第5師團率先向臺兒莊發動地面攻勢，這也標誌着臺兒莊戰役全面打響。