李宗仁刚抵徐州之时，正值中国军队在上海战败。许多人觉得，中国军队在京沪线上陈兵百万，淞沪尚且难保。这次敌人挟新胜余威，南北两路夹击徐州，李宗仁手中仅有十余万杂牌军，真乃“螳臂挡车”。徐州城内人心惶惶，市面萧条。为稳定人心，李宗仁每日清晨或午后，都要骑马到城内主要街道巡视一番。“心情虽极沉重，而态度故作悠闲”。
1938年1月26日，日军第13师团向安徽凤阳、蚌埠进攻。日军以为拿下蚌埠当易如反掌，不料被李宗仁部署的第11集团军和第51军利用淮河、淝河、浍河等地形堵截，双方血战月余，难分胜负。李宗仁遂命部队利用敌进我退、敌退我进的战术，牢牢地守住津浦线。淮河两岸日军首尾难顾，与中国军队胶着于津浦沿线。徐州以南地区之战，歼灭日军达三四千人，中国军队取得了不俗的战绩。
李宗仁指挥台儿庄战役时的留影
淮河血战，虽未能把北犯日军一网打尽，却将日军迟滞于淮河一线，粉碎了其预定的“南北夹击”的战略，迫使日军改取“南守北攻”战略，从北面取道山东，进攻滕县、峄县。这就造成日军孤军深入的局面，为中国军队在台儿庄歼灭日军创造了战机。