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可以說日軍布置在一線的兵力就已經多達十三個師團又五個旅團另四個獨立混成旅團、三個戰車聯隊。
五個旅團中甚至包括了三個野戰重炮旅團，這僅僅是日軍部署在一線的進攻部隊，在二線日軍擁有至少十個師團的部隊可以隨時投入戰鬥。
在巨大的作戰地圖面前，張學武皺著眉頭望著徐州的整個態勢，雖然第五戰區李宗仁所部的實力有所增強，歷史上未能參加徐州會戰的五個中央軍嫡系軍全部編入了第五戰區，這樣李宗仁就擁有了二支可以迂迴機動的部隊，這對於李宗仁是個好消息，尤其從武漢而來的第五軍的第二百師，李宗仁聽說這支部隊也同樣是機械化，第二百師趕赴徐州對於整個戰區來說無疑都是等於注入了以及強心劑。
張學武機械化部隊的威力很多人親眼所見，也有人耳聞目睹，所以此刻李宗仁迎戰日軍固守徐州的把握還是比較足的，不過國軍實力的空前加強，也讓李宗仁在戰術部署上出現了一定的變化。
歷史上的徐州會戰中國軍隊一直在進行戰略防禦和戰術防禦，包括台兒莊大捷，國軍都是在進行防禦，台兒莊是徐州正面的最後一個支撐點，生死攸關之戰，不過此刻兵力充沛的又有精銳在手的李宗仁將防禦重點臨沂、宿州、菏澤這三個支撐點上，以求鞏固徐州的防禦的同時，內外線機動靈活的部署防禦部隊，將日軍的五路進擊合圍之三路主力分別阻擊在外，如其餘兩路日軍孤軍深入，李宗仁就決心不惜一切代價打一個大殲滅戰，國軍各部除了第十戰區張學武所謂，尚無成建制殲滅日軍聯隊之戰列，所以此刻精銳在握的李宗仁也有此打算，在徐州會戰中重創日軍一部，以報上海談判之中日方的各種侮辱及刁難，於是李宗仁將第五戰區司令長官部設在了徐州城內，大有一副誓與徐州共存亡的架勢。
李宗仁所指揮第五戰區所部龐炳勛第三軍團、湯恩伯第二十軍團、孫連仲第二集團軍、孫震第二十二集團軍、劉士毅第三十一軍、于學忠第五十一軍、張自忠第五十九軍、杜聿明第五軍、王耀武第七十四軍、鄧龍光第八十三軍、劉膺古第八十七軍、韓德勤第八十九軍、李仙洲第九十二軍、馮欽哉第九十八軍、施中誠第一百軍，以及撥給李宗仁的二個重炮旅附加炮九團、炮十團，另將邱清泉之裝甲旅一併劃歸第五戰區統轄。
李宗仁也非常清楚，徐州會戰生死攸關，但是徐州乃是平原地區無險可守，日軍又是南北兩路夾擊進犯，所以他只求能夠重創日軍，打擊其有生力量殲滅其一部，消耗其戰略物資儲備，為最高軍事委員會爭取時間部署武漢會戰做準備。
對於軍委會給予的兩個重炮旅和炮九團與炮十團，李宗仁自然是喜出望外，親自下部隊了解之後才發覺，原來這兩個炮兵旅是張學武所部的，南京保衛戰後將重炮留給了胡宗南所部，人員全部撤回，此刻的兩重炮旅不但面臨專業人員短缺，部隊缺乏訓練，炮彈也少得可憐，而且其每個旅所轄的一個一百零五毫米榴彈炮營則被胡宗南吃了回扣，生不見炮？死不見彈了？
李宗仁無奈之下，只好發電報給第十戰區方面，請求接濟一些炮彈和物資，因為第五戰區雖然部隊眾多，但是裝備相差極為懸殊，杜聿明第五軍、王耀武第七十四軍、鄧龍光第八十三軍、劉膺古第八十七軍、韓德勤第八十九軍、李仙洲第九十二軍、馮欽哉第九十八軍、施中誠第一百軍都是整裝齊員的精銳所部，而龐炳勛第三軍團只有五個團的部隊，槍彈尚且不足，人數不足湯恩伯一個師，戰鬥力更是不用提，孫震第二十二集團軍就更不用說了，簡直是要什麼沒什麼，川軍團出川之後形同乞丐。
讓這樣的部隊也按照一個軍團？或者一個集團軍去使用？李宗仁不忍也是不敢如此部署，為體現最高統帥部的英明決策嗎？將三流雜牌部署在最前去消耗日軍的鋒芒，將派系主力部隊部署在中間與日軍血戰，將精銳部隊放在最後揀果子？
實際上從戰略和持久戰的角度來看，李宗仁也同意蔣介石的部署和這樣的戰術安排，這樣的安排可以更持久的將這場戰爭進行下去，但是對於那些被放在前面的炮灰部隊，那可就是哭爹喊娘的罵天嘆地了，這就是現實，否則精銳部隊都拼光了？仗還怎麼打？老兵的命要比新兵精貴得多，能活過三個月的新兵只有百分之五左右，有的時候寧可派十個新兵去試探火力，也不願意派一個老兵去冒險，因為關鍵時刻老兵能綁著炸藥包衝殺出去，新兵只會哭爹喊娘，一場仗下來，督戰隊打死的新兵有的時候比日本人打死的還多，這些人都會被劃入失蹤範疇內，連撫恤金都省了。
李宗仁想將龐炳勛第三軍團與孫連仲的第二集團軍所轄部隊部署在淮河沿線，但是第二集團軍所部卻只有第二十七、第三十、第三十一，三個師的部隊，每個師僅六、七千名戰鬥員左右，加上獨立第四十四旅，實在有些勉強，無奈只好將劉士毅第三十一軍、于學忠第五十一軍放在淮河沿線，將孫連仲的第二集團軍與孫震第二十二集團軍放在臨沂固守。
集中杜聿明第五軍、王耀武第七十四軍、鄧龍光第八十三軍、劉膺古第八十七軍、韓德勤第八十九軍、李仙洲第九十二軍、馮欽哉第九十八軍、施中誠第一百軍、邱清泉之裝甲旅，配屬軍委會直屬重炮十旅與炮十團，先迎擊還遠一線向宿州進犯的日軍主力，如能將華中方面日軍進攻的二路部隊擊潰其中一路，那麼他就可以放開手腳對付華北氣勢洶洶而來的日軍了。