日军新的进攻，催促中国军队作出新的作战部署。徐州战场有64个师，这不是一支小部队。这些部队如何部署，蒋介石并没有作出详细计划。作战厅长刘斐曾向蒋介石建议，山东南部的中国军队应该以机动防御为主。在作战指导上，除以一部分军队同日军保持接触外，主力应集结在便于机动的地区，相机打击日军；运河沿线要有中国军队防守；徐州以西地区，要控制强大的战略预备队，以便应付突然发生的各种情况。但是，这些建议没有被采纳。
第5战区司令长官李宗仁对徐州周围集结重兵有不同看法。李宗仁认为：“我方在徐州一带平原，聚集大军数十余万人，正是敌方机械化部队和空军的最好对象”。李宗仁还指出：“以我军的装备，只可相机利用地形条件，与敌人作运动战。”
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