台儿庄战役是中国军队保卫徐州的一次外围战役。台儿庄的地理位置非常重要，它既是陇海、津浦两条铁路的一个战略据点，又是运河的一个咽喉要道，是徐州的门户。
日本人深知台儿庄的重要性，派出矶谷师团从山东的滕县南侵，企图迅速拿下台儿庄，然后渡过运河包抄徐州。
3 月下旬，矶谷师团在飞机的掩护下，集中4万人，配以坦克、大炮，向台儿庄发动了猛烈的进攻。中国守军进行了顽强抵抗，战斗进行得十分激烈。日军猛攻三天三夜，才冲进城内。城内中国军队守军同日寇展开了激烈的巷战。尽管日军占据了全庄的四分之三，但坚守在南关一带的中国军队守军至死不退，死守阵地，目的是为了外线部队完成对日军的反包围。
这是李宗仁早已制定好的作战计划，以部分兵力死守台儿庄，守军尽量拖住敌人，
4月初，外围部队切断了敌军的退路，并集中优势兵力向矶谷师团发动猛攻。城内的日寇一面疯狂抵抗，一面向板垣师团求救。但赶来救援的板垣师团在向城一带遭到中国军队的沉重打击，被歼灭3000余人。
4月6日，中国军队向矶谷师团发起了全线出击。由于中国军队的优势兵力难以在城内展开，双方便展开了巷战、肉搏战，一时间，台儿庄城内枪林弹雨，血流成河。日军头一次遭到了国民党军队的如此顽强进攻，很快便溃不成军。矶谷见大势以去，便率残兵仓皇逃走。
台儿庄战役以中国军队的胜利宣告结束。这次战役，共歼灭日军1万1千多人，是正面战场在抗战初期取得的一次重大胜利。