但因為最高當局和軍委會的部分高官沉醉於津浦路北線的勝利中，李長官和黃浩然提出撤離徐州的精確定見被反對。在最高當局的批示下，5戰區開端擺設新的徐州會戰。

日大本營在動員華北方麵軍、華中調派軍的主力投入這場戰役的同時，還命令關東軍派軍支撐。

4月17日至18日，中國軍隊猛攻板垣師團阪本支隊，但因為阪本支隊已經在20軍團的重壓下死守多日，構成了較為完整的工事，從而使得中國軍隊支出了較大的傷亡代價，幸虧中國軍隊遭到全殲磯穀師團的勝利鼓勵，士氣比較暢旺，勝利的額持續了守勢。

李長官從一大堆檔案前麵抬開端來，衝著王鴻韶微微一笑，然後說道：“真吾！你這脾氣啊...得改改了！黃佑臣不過是到徐州的第一天給了你一點尷尬，你便到處針對他！我當著你也不說那些客氣話，津浦路北線這一仗如果由我來打，恐怕戰果遠不會有黃佑臣的這一仗這麼大！為了毀滅磯穀廉介，黃佑臣但是連本身的家底都扔了出去，第25個人軍喪失實在不小！如果真吾你現在還要去尋黃佑臣的費事....未免有些......”

黃浩然和李長官都以為中國軍隊在徐州同日軍作陣地相持的耗損戰是笨拙的。並指出：“以中國軍隊的設備，隻可相機操縱地形前提，與仇敵作活動戰”。

4月17日淩晨，武漢當局的鼓吹部分迫不及待的公佈了台兒莊大捷的動靜，全然不顧5戰區的包抄圈內裡還剩下了一個阪本支隊。捷報傳開，天下各界，外洋華僑一片歡娛。廣州、武漢等多數會，皆有幾十萬人停止範圍空前的昌大集會和遊行，歡慶勝利。

至此，台兒莊會戰全數結束，加上對阪本支隊的殺傷，5戰區打死打傷日軍的總數上升到了3.1萬人，在此次會戰中，中國軍隊傷亡人數也超越了3萬人，台兒莊會戰實則是一場戰術上的平局，計謀上的勝利。