刘斐是最早看破日本试图围歼徐州国军意图的人。
南面
除了这两路以外，从南面进攻北面的第三路日军也非常强大，畑俊六的华中方面军为主力，包括吉住良辅第9师团、荻洲立兵第13师团，稻叶四郎第6师团，伊东政喜第101师团。
之前第13师团在徐州会战初期也配合第10师团和第5师团作战，结果在淮河狙击战中被桂军，西北军，东北军联手打的大败，伤亡7000多人。
可是此次也不同了，第13师团在第9师团，第6师团，第101师团的协助下，兵力也增加了三，四倍，全力进攻淮河方向，试图占领安徽北部，江苏北部，彻底封锁徐州南部和西部的突围路线。
国军高层看出了问题
这一阶段，日军进攻非常猛烈，但兵力并没有完全展开，以彻底占领徐州南面，西面，北面的所有封锁区域。
不展开兵力的目的不是日军不急于完成包围圈，只是为了以占领徐州的假象迷惑国军。
当时的李宗仁尚且没有意识到日军是想全歼徐州的60万大军。蒋介石之前给他的命令是，切不可在徐州附近不利的平原丘陵地形同日军决战，而是寻机集中主力歼灭日军一部，同时尽量争取时间，以为武汉会战做准备。
一旦局势对国军不利，李宗仁务必率领主力撤退，离开徐州地区。
这也是国军作战的基本原则，李宗仁对蒋介石的命令也是赞同的。
李宗仁却没有估计到日军有可能抽调全国所有机动兵力来徐州决战，因为这又是违背兵家大忌的行为。
李宗仁当时虽然看到日军开始全力反攻徐州，他却认为日军只是急于挽回台儿庄的颜面，尽快占领徐州而已。
此时日军出现在徐州一线的兵力尚且不算很多，查明的番号不过4个师团各一部。
而且日军进攻进展也不大。
台儿庄方向
日军矶谷廉介第10师团从4月18日开始，以濑谷支队23旅团，长濑武平第8旅团，坂本顺支队第21旅团全线反攻台儿庄，被国军第2集团军，汤恩伯52军，滇军60军坚决阻击。
激战到4月底，日军尚且没有占领任何一个重要据点，反而再次遭遇很大伤亡。
28日，日军调动16师团19旅团协同进攻台儿庄，但仍然被国军挡住，无法前进。
当时滇军60军在台儿庄北部的禹王山一线和日军缠斗，造成日军很大伤亡，被迫一再补充兵力。
临沂方向
板垣征四郎的第5师团坂本支队已经退往枣庄，该师团只好依靠师团另外一个旅团第9旅团（参加过南京大屠杀的）以及114师团和独立混成第5旅团联手进攻临沂。
日军4月15日开始进攻，临沂守军张自忠，庞炳勋都已经伤亡过半，其中庞炳勋伤亡超过9成。就是这样，日军激战4天才占领临沂。
随后又遭遇汤恩伯军团的猛烈反击，伤亡很大，补给线再次被国军游击队切断。前线日军向板垣征四郎汇报：各中队伤亡累计高达百分之六十到七十，联队实力还不到一个大队（日军一个联队下辖三个大队）。
显然，台儿庄战局在当时看来并没有明显恶化，甚至已经全面阻挡了日军的进攻，李宗仁认为还完全控制得住局面。
如果日军如果再次犯下孤军深入的错误，国军又可以有效歼灭日军一部。
那么这种情况下，国军自然无需立即撤退，不然不就是不战而逃吗？用当年红军共产国际顾问李德的话来说：不就等于我们站在一旁，眼睁睁的看着敌军占领我们的领土而毫无损失吗？
李宗仁仍然认为寻机歼灭日军一部，再做撤退不迟，因为徐州是交通枢纽，有铁路公路甚至水路运输，交通四通八达，撤退难度并不大。
所以李宗仁仍然向蒋介石要求援军，准备继续在徐州和日军作战，再次寻机歼灭日军一部。
蒋介石开始也没有想到，先后将中央军精锐的樊崧甫军，滇军卢汉60军等部约10多万兵力增援到徐州战场，将徐州地区国军总兵力增加到60个师。
但渐渐的，李宗仁觉得有些不对劲。虽然表面上日军进攻势头很猛烈，似乎并没有像台儿庄战役那样完全不顾次要据点，猛烈主攻国军防御核心阵地，试图一口吃掉台儿庄，吃掉徐州的势头。
反而日军很反常的集中很大兵力，去进攻一些相对次要的据点，逐步将兵力慢慢展开，似乎有合围国军的意图。
尤其日军在鲁西的作战很值得怀疑。为了占领鲁西，日军居然是用了14师团，16师团，第13师团共三个师团配合作战，全力进攻菏泽一线。
虽然当时日军进攻鲁西的作战才刚刚开始，进攻兵力很少，进展缓慢，似乎好像牵制性作战的样子，但这个意图却非常值得警惕。
相比起来，鲁西大平原虽然有一定战略意义，但离徐州距离还有200公里，占领鲁西对占领徐州并没有直接的意义。
如果单纯只为占领徐州，何必将兵力分散到如此广阔的区域，还不如集中三个师团直接进攻徐州好了。
那么占领鲁西显然只有一个目的，就是切断徐州国军撤往后方最重要的一条交通线——连云港到兰州的陇海铁路。换句话说，日军占领鲁西是为了歼灭徐州的国军主力，而不是单纯为了占领徐州。
身在第一线的李宗仁都察觉到一些不对，而国军后方一些高层智囊人物更是直接意识到危险，其中代表人物就是后来大名鼎鼎的中共间谍，时任军令部第一厅（主管作战）厅长的刘斐。
刘斐是桂系军人出身，毕业于日本陆军大学的高材生。此人头脑冷静，极有军事才华，是一个不可多得的智囊人物，深受桂系老大白崇禧，李宗仁的器重。
抗战前期的红军长征期间，刘斐从日本回国帮助白崇禧出谋划策，应对中央红军进入广西的可怕情况。当时桂军处境尴尬，他仅有3万正规军，而中央红军从江西出发时候正规军就有8万6000多人，加上非作战人员不下10万之众。红军的进攻只是其中一方面，红军的后面还跟着薛岳的中央军9万多追剿大军，期望等桂军和红军两败俱伤以后收复广西。
当时桂军如果不打红军，舆论上一定被全国大肆攻击，站不住脚。如果和红军硬拼，自己就算不被红军打垮，也会被中央军趁机消灭，所谓打也不行，不打也不行。
没想到这在刘斐眼前都不是问题。
红军长征一线中，只有两个省的地方军阀毫无损失。第一个是广东王陈济棠，他靠和红军达成秘密协议而让开防线放红军通过。虽然陈济棠没有损失，但也没有歼灭什么红军，让所有人都知道陈济棠和红军有勾结。稍后陈济棠的广东政府被全国舆论猛烈攻击，差点垮台。
第二个就是广西了，在刘斐的妙计下，广西桂军让开正面防线，放红军通过，然后和湘军配合乘红军渡河一半的时候对其猛烈攻击，结果桂军以仅仅损失几千人的代价，和湘军配合重创了红军。红军在湘江战役伤亡3万人，从6万多人减少到3万多人。这样一来，桂军不但保存了实力，还歼灭了大量红军，面子里子都保住了。白崇禧对这个老朋友刘斐更是极为欣赏。
稍后的两广事变中，刘斐也发挥了很大作用。当时陈济棠的粤军在蒋介石威吓下，10多万人居然瞬间垮台。蒋介石中央军40万大军威逼广西，桂军正规军仅有3万多人，临时组建新军也仅仅7万人，总兵力不过10万人。
当时桂系很多文人政客要求广西和广东一样向国民政府投降，但刘斐强力制止。
刘斐认为蒋介石只是虚张声势，因为当时陕北红军尚且没有被完全消灭，同时和红军勾结的张学良杨虎城的30万大军也是很大威胁。蒋介石从来都认为共产党的威胁是最大的，一定会消灭红军后，再来对付广西，只要桂军摆出一个决战的架势来，就肯定没事。
当时桂系政客普遍对刘斐大加攻击，认为刘斐年少轻狂无知（当时30多岁），中央军调集40万大军南下，连远在西藏边境的部队也调过来了，难道就是虚张声势？
好在白崇禧李宗仁慧眼识人，他们赞同了刘斐的意见，顶住了压力，最终中央军果然没有同桂军决战。
由此广西居然仅仅凭借3万多正规军保住了全省，并且坚持到了13年之后。
经过这两个事件，刘斐的名声就传开了，以他的能力其实也算名副其实。
随着抗战的爆发，白崇禧，李宗仁先后进入国军最高层，刘斐自然也被大加提拔。
刘斐对于淞沪会战和南京保卫战的判断，被事实证明是完全正确，刘斐也得到蒋介石本人的喜爱和信任。
南京保卫战以后，刘斐被提拔为第一厅厅长，主要制定抗战具体的作战计划。
由于刘斐长期在日本学习军事，对日军的方方面面都比较了解。他认为按照日本人的心理，绝对不会吃了一个大亏不报复，肯定会集中兵力进攻徐州。
所以当时在武汉的刘斐电话给老长官李宗仁，让他注意日军动向，防止被日军合围。
李宗仁却认为，完全看不出日军有合围徐州的意图，而且就算他有心合围，以日军当时在山东的那点兵力也绝对不可能办得到，所以李宗仁并没有在意。
19日临沂失陷以后，刘斐顿时感到情况不对。日军以这么大代价占领临沂以后，却并没有立即猛烈进攻台儿庄，这并不符合一般的军事常识。
这一举动很有可能是日军有彻底合围徐州国军的意图，所以不能立即进攻台儿庄，防止打草惊蛇，导致国军放弃徐州立即后撤。
鉴于此，刘斐再次电话李宗仁，希望李改变现有集中兵力歼灭日军的战略，而是以一部防守适合防御的运河一线，大部队则转为集结到徐州以西和以南。
如果日军单纯为进攻徐州，则可以调动预备队将其歼灭；如果情况不对，也完全可以从徐州以西的山东大平原和陇海铁路将主力撤走。
可惜，所谓当局者迷，李宗仁根据战场局势，实在无法做出日军将要合围徐州的判断。
其实当时确实看不出来，因为接替第2军军长西尾寿造的东久弥宫也是在半个月后的5月7日才正式下达合围徐州的命令，当时迹象并不明显。
他认为第5师团，第10师团，114师团等部约4，5万人已经被有效阻挡，如果他们其中一部再次孤军突进，国军以几十万大军的兵力，完全可以轻松将其歼灭，再创造一个台儿庄大捷。
从某种意义上来说，李宗仁的决定并没有任何问题。
所以，李没有听从刘斐的建议，一旦将主力撤走，无疑放弃歼灭日军的大好机会。
蒋介石这点就比李宗仁强的多。刘斐在劝告李宗仁的同时，也向蒋介石做了汇报。在听了刘斐的汇报以后，认为刘的建议完全正确，让其立即制定相应的作战计划。
刘斐在4月21日制定了计划，要求国军主力离开徐州第一线，随时准备撤退。但负责执行的李宗仁认为战局还没有到这种地步，而且日军以几万人想歼灭徐州60万国军根本就是无稽之谈，所以并没有立即执行。
就在国军和台儿庄一线日军激战的时候，徐州情况突然急转直下。
此时日军已经在5月5日开始了第二期计划，也就是全面形成对徐州的包围圈。
5月初，西南两路日军共5个师团之众开始大规模向江苏北部，安徽北部和山东西部发动猛攻。
同时正面进攻台儿庄的日军也突然从4个师团又1个旅团番号共4，5万人，猛增到7个师团番号不下10万之众。
第二期的合围作战
南路激战
日军南线华中派遣军几个师团，从5月4日开始全线进攻安徽北部和江苏北部。
经过一周的激战，5月12日，徐州南面的战略要地蒙城失陷，守军173师副师长周元率领1033团2000桂军官兵死守，几乎全军覆没，周副师长在激战中殉国。
12日，徐州西面的日军14师团主力渡过黄河以后，立即转兵配合16师团攻陷鲁西的几个重镇，并且迅速进入河南东部，试图占领交通枢纽河南商丘，切断徐州国军向西的退路。
由此，日军试图合围徐州国军的意图已经比较明显。
而南路国军作战相当勇猛，一定程度阻挡了日军前进的速度。
当时桂军48军173师1033团团长凌云上中校回忆道：5月8日48军指挥部命令我团立即增援蒙城。我团一路急行军，白天冒着日本飞机轰炸，晚上冒着倾盆的大雨，在10日上午全部到达蒙城。
蒙城地形对于防御一方极为不利，县城非常狭小，没有巷战的条件，也容易被日军炮火杀伤。而城墙极为单薄，而且基本都是土墙，根本无法抵抗日军炮火的打击。
我们只好在县城内留一个营兵力防御，并且修建工事准备巷战，其余主要部队都在城外几个小村庄防御，并且通过城北护城河阻挡日军前进。
根据情报，日军进攻蒙城兵力很大，我团仅有2000多人，但我们桂军部队英勇善战，我团官兵大多经过淞沪会战20多天激战，虽然牺牲很大，但各个都是能打硬仗的。
此次战斗173师副师长周元负责指挥，周副师长在淞沪作战时候受过重伤，此时还没有复原。他本来应该在后方修养，但他不愿意在民族存亡关头留在后方，主动要求带伤到一线作战，真是很了不起。
当时周副师长经过2天冒雨急行军，伤情加重，一度不能站立。我们都劝他回后方修养，但周元师长不同意，要和全团官兵死守蒙城。
日军首先以骑兵一个连冲击蒙城，被我团70多人的侦查部队伏击。日军骑兵都来不及下马，140多人就被打倒40多人，我团侦查部队仅仅伤亡5，6人。
当日下午日军主力杀到，以大量炮兵轰击蒙城。小小的蒙城顿时成为火海。我军装备很差，仅有步兵炮4门，根本无力还击。
我军死守几个村庄和几个城门，在近距离用步枪，机枪手榴弹猛烈拦阻日军。日军整个下午冲锋多次没有成功，留下累累尸体。
第二日，日军集中主力疯狂冲锋，同时重炮猛烈轰击一整天，至少发射了3000发炮弹，还有飞机3，4架轰炸扫射，我军仍然坚守阵地。日军还出动10多辆坦克继续冲击，也没有成功。
当日我军由于伤亡较大，被迫放弃部分次要阵地，却仍然死死控制住核心阵地，由于日军火力强大，仅仅一天一夜激战后，我团第三营伤亡200多人，阵地一部也被摧毁，其中东门外阵地被日军打的粉碎，附近树木枝叶都被炸光。
我军被迫退守蒙城城内，准备进行巷战。
