1938年2月27日至3月1日，中共中央政治局召开会议，决定由周恩来起草对国民党的军事建议书，建议蒋介石，抗战战略方针以运动战为主，包括阵地战，以游击战为辅。３月上旬，周恩来又和叶剑英在汉口会见奉命到徐州协助李宗仁指挥作战的白崇禧，就第５战区的对日作战方针提出建议：在津浦线南段，由李品仙、廖磊2个集团军在新四军张云逸部配合下，采取以运动战为主、游击战为辅的联合行动，运动于淮河流域，威胁日军，使之不敢贸然北上支援由华北南下的日军；同时，在徐州以北必须采取阵地战与运动战相结合的方针，守点打援，以达到各个击破的目的。白崇禧基本上接受了这一建议。在此期间，周恩来还派张爱萍以八路军代表身分，赴徐州会见李宗仁，建议他在济南以南、徐州以北打一仗。此即台儿庄之战。
八路军以实际行动对徐州会战进行了配合。从战争全局看，八路军在华北敌后广泛开展游击战争，建立抗日根据地，对日军后方构成相当威胁，牵制其一部兵力，这无疑是对台儿庄战役的战略配合。陈诚关于“台儿庄之胜，在战略上观察，乃各战场我军努力之总和，不可视为一战区之胜利”一语虽有些贬低李宗仁的味道，却也在一定程度上道出了个中实情。从津浦线和鲁南战场的具体情况看，八路军还对台儿庄战役进行了直接配合。李宗仁在赶赴徐州前线时，曾会晤了八路军副总司令彭德怀，要求派兵袭击津浦线，配合对日作战。彭德怀慨然应诺，随后与朱德一起电令刘伯承、徐向前、邓小平、聂荣臻等派出得力部队，“向津浦线袭扰”，“配合津浦北段作战”。3月13日，朱德通过叶剑英转告蒋介石：已“派129师副师长徐向前率该师所属一个旅东出津浦线，配合鲁南主要战线作战。现该部已逾南宫，东进津浦线行动。”该部抵达南宫一带后，一面发动群众，建立起以南宫为中心的抗日根据地，一面频频袭击津浦线北段日军，截断其交通，给日军以牵制。台儿庄战斗打响后，八路军其他部队及中共领导下的人民武装也四处袭击日军，积极配合友军作战。如鲁南人民武装多次破击临枣铁路、公路，八路军冀鲁边部队则破击津浦线北段，攻克庆云、乐陵县城，有力地策应了友军的作战。
另外，中共苏、鲁、豫、皖特委也与李宗仁建立了良好的统战关系，通过第5战区总动员委员会，协助战区发动群众，组织运输队、担架队、宣传队，为前线运送粮草、抢救伤员，发挥了积极作用。
从上述情况来看，徐州会战不仅是正面战场国民党军队的胜利，更是抗日民族统一战线的胜利，是国共合作的一曲凯歌。
当然，徐州会战也有力地配合了八路军、新四军的战略展开。战役期间，日军将2个精锐师集中于津浦线北段，战役之后，又调集约30万兵力合围徐州地区，使其在华北、华中地区的军事实力明显削弱，这就为八路军、新四军分别在华北、华中敌后实施战略展开，并建立抗日根据地创造了有利条件。华北、华中敌后游击战争和抗日根据地在这一时期的迅速发展壮大，与此不无关系。正如毛泽东曾说过：“日军将华北兵力集中于徐州，华北占领地就出了大空隙，给予游击战争以放手发展的机会。”但敌后战场的开辟及游击战的发展，反过来又牵制大量日军，对正面战场起到了相互支援和相互配合的作用。“整个游击战争，在敌人后方所起的削弱敌人、钳制敌人、妨碍敌人运输的作用和给予全国正规军和全国人民精神上的鼓励等等，都在战略上配合了正规战争”。