司令部及第30师在徐州附近的茅村地区。
第五战区这次攻势作战的主力是第20军团。第31师的任务是以佯攻或固守手段牵制住峄县日军，以便于第20军团从侧背攻击、歼灭敌人。早在第31师副师长屈伸于3月19日先行到达徐州受领任务时，李宗仁就已将这次战役的作战方针及指导要领告诉他。李宗仁说：“鲁南突出冒进之敌约一个师，有进窥徐州之模样，你师到车辐山后，先接替台儿庄沿运河的防线，尔后向峄县之敌攻击前进。敌如出而迎战，你师应全力堵击，迨汤恩伯军团进击敌侧背，全力压迫敌人于微山湖畔聚而歼之；敌如固守待援，你师应尽力牵制，监视敌人，掩护关麟徵军北上与王仲廉军协力包围攻击，歼灭枣庄之敌，再回师合击峄县之敌，将战线推进到兖州以北。为了协同方便，你师即暂归汤军团长指挥。”
由于日军第10联队及坂本支队均向台儿庄以东地区前进，第五战区急将刚刚调至碾庄、八义集一带的第75军及其第6师、第13师转至岔河镇地区，令由临沂方面调来的第57军第111师的第333旅进至鲁坊地区，均归第20军团军团长汤恩伯指挥，决心集中兵力将已进至台儿庄附近的日军围歼于邹、台地区。2日20时，第五战区向各单位下达了作战命令。
（1）敌第10师团及第5师团之一旅，自经临沂、台儿庄诸战斗后，伤亡极大，现参加决战之兵力，至多不过5个联队，附山野炮50至60门，重炮10门，战车数十辆，其一部约1000人，在洪山镇北方秋湖附近被我军第20军团包围，其主力向台儿庄东侧陈瓦房、凤凰桥一带运动，续向第2集团军右翼迂回攻击中。济南、大汶口、济宁、滕县间为第10师团之另一旅团分段守备中。
台儿庄内日军得知濑谷支队主力南援的情况后，在航空兵及庄外日军的大力支援下，全力向外扩张，当晚推进至庄南头运河北岸。孙连仲派第30师的第176团入庄增援，与第31师部队据守西半部阵地，拼死抗击，遏止了日军的扩张势头。
同日，第2集团军总司令接到第一战区司令长官程潜的电报：“本长官奉令特来徐州督战。台儿庄之敌限自鲁起至齐日止（6日至8日），3日内务捕捉歼灭。树立首功者奖洋10万元，否则师长以上定