1937年8月20日，国民党最高统帅部宣布成立第5战区，负责指挥鲁南、苏北地区的战事。司令长官由蒋介石兼，副司令长官为韩复榘。赋予第5战区的作战任务及指导要义是：“本战区作战之特性，为对敌强行登陆之作战，故以立于主动地位，确占先制之利，根本打破敌军登陆之企图，此为作战指导上之第一要义。纵使敌军一部先行登陆，务必迅速围攻而歼灭之，不使后续兵团借此以为安全登陆之掩护。此为作战指导上之第二要义。必要时，在指定地区之范围内扼要固守，绝对限制敌军之进展，运用机动部队而歼灭之，以确保我国军南、北两战场作战联系之中枢。”但在当日又撤销第5战区辖区及部队改归第1战区。当淞沪会战局势趋于严峻之际，10月16日又重建第5战区，任命李宗仁为司令长官，韩复榘为副司令长官，长官部设于徐州，管辖地区为津浦线两侧及山东省，下属部队有第3集团军、第11集团军、第24集团军、第51军以及位于鲁南、苏北、豫东、皖北各地的军事单位和海军陆战队等。国民党最高统帅部从1938年3月开始逐步向第5战区增调部队达64个师,近60万人。准备迎击以南京、济南为基地,从南、北两端沿津浦路夹击徐州的日军。
第5战区司令长官部根据统帅部的意图，结合本战区当时的敌情、地形及任务，于1937年12月拟定了作战计划。其方针为：
第一时期(阻止敌之侵入)
一、守备黄河南岸之第一线兵团，直接守备黄河两岸，置重点于济南及其以西地区，分置有力之预备队于济南、泰安附近，并于黄河固守河岸，不得已时应确保后方各要点，勿使敌扩大区域或威胁我主力之侧背。
二、守备海岸之第一线兵团，连接守备海岸各要点，阻止敌之登陆，并置有力之预备队于诸城、日照、东海间地区，以机动策应海岸直接守备部队，挫败敌登陆企图。敌已登陆时，亦须固守既设工事线，竭力阻止敌之发展。
三、第二线兵团位于徐州附近，添筑徐州附近国防工事，并准备利用津浦、陇海两线，应援第一线兵团之作战。
第二时期(兖州附近之会战)
一、黄河守备兵团，如受敌由长清及其以东正面压迫时，可向莱芜、泰安、肥城及新泰、大汶口地区逐次撤退，占领要点；并在该地区以北留置多数小部队，施行游击，迟滞敌之南进。
前节之目的业已达成，或敌由长清西北侧面压迫时，则平阴、东阿方面应竭力支持，掩护该兵团主力向南阳湖以北运河之线撤退，整顿态势，置重点于济宁附近，准备会战，同时对寿张、范县方面应予警戒。
二、济南以东之一部，不及向津浦路以西撤退者，可逐次向博山、泰安及新泰、泗水南北一带山地撤退，协助主力之会战，并向敌侧击。
三、日军主力于海岸上陆，或黄河守备兵团向泰安以南撤退时，海岸守备兵团之主力应逐次向日照、莒县、沂水之线撤退，左翼与新泰、泗水附近之友军联系，掩护战区右翼。其一部，当面如无敌情，仍固守东海附近海岸。
四、第一线兵团后撤时，第二线兵团即应以有力部队推进至邹县附近，间接支援黄河守备兵团之退却，直接阻止敌沿津浦线南下。余部仍控制于徐州附近。
五、兖州附近之会战，以邹县、济宁两兵团及泗水、新泰附近之游击部队相互策应，以外线态势，保持重点于左，对南进之敌施以猛力反攻。
第三时期(徐州附近之会战)
一、兖州附近之会战，万一不利，敌由运河之线突入南阳湖以西平地时，或敌由海岸向西强压、越赣榆之线西进时，或敌由运河以西地区渡过黄河时，本战区所属各兵团应按如下行动：
运河沿线兵团，一部退至商丘固守，掩护战区之左翼；主力集结于微山湖西侧地区，准备向西南进出；
津浦路正面兵团，退至徐州西南萧县与津浦路间地区，准备向西北及东北进出；
第22集团军为预备队，位于苏、豫、鲁边区，以备策应。
第1战区的第68军位于豫东商丘、考城、兰封一带，防守陇海路并与第5战区鲁西南的第3集团军部队协同担任黄河以南之防守。
从当时的战局来看，该计划既符合持久消耗的战略方针，也周密可行，如能照此执行，中国军队完全可能达到战役企图。但担任黄河守备的第5战区副司令韩复榘的公然违抗军令，不战而退，完全打乱了预定计划，造成第5战区极大被动，处于极度危险的境地。