手段牽制住嶧縣日軍，以便於第20軍團從側背攻擊、殲滅敵人。早在第31師副師長屈伸於3月19日先行到達徐州受領任務時，李宗仁就已將這次戰役的作戰方針及指導要領告訴他。李宗仁說：「魯南突出冒進之敵約一個師，有進窺徐州之模樣，你師到車輻山後，先接替台兒莊沿運河的防線，爾後向嶧縣之敵攻擊前進。敵如出而迎戰，你師應全力堵擊，迨湯恩伯軍團進擊敵側背，全力壓迫敵人於微山湖畔聚而殲之；敵如固守待援，你師應盡力牽制，監視敵人，掩護關麟徵軍北上與王仲廉軍協力包圍攻擊，殲滅棗莊之敵，再回師合擊嶧縣之敵，將戰線推進到兗州以北。為了協同方便，你師即暫歸湯軍團長指揮。」

    22日，湯恩伯在台兒莊也曾向池峰城告知上述作戰企圖，並表示：「設嶧縣之敵憑藉嶧縣山城固守，則軍團之攻略不易得手。31師應誘敵脫離山城，則殲敵易舉。」還說：你們與敵接觸後一日之內軍團即可回援，你師如能在台兒莊堅守三日即算完成任務。池峰城根據上級的意圖，決心提前於23日「拂曉向嶧縣之敵施行佯攻，期誘敵於南、北洛附近而抑留之，待軍團主力之南旋而殲滅之」。基於上述決心，22日15時下達作戰命令，主要內容為：「(1)第93旅之185團位置於北洛，以一營進至前城、趙莊地區，該旅之便衣隊即向獐山、北山、西黃山湖搜索而佔領之。旅部率禹營(指第186團第3營禹功魁營)位置於南洛附近，應於明(23)日拂曉後向嶧縣之敵行佯攻，後逐次抵抗於北洛附近。第188團(欠1營)擔任台兒莊之守備。(2)第91旅以181團控置於台兒莊，以182團擔任台兒莊運河南岸警戒。(3)師部推進至台兒莊。」

    至3月22日夜，第20軍團的第52軍將運河南岸防務移交第110師後進至向莊地區。第85軍已與韓莊、嶧縣之敵脫離接觸，後轉移至抱犢崮山區。

    3月23日拂曉，第31師師長令旅長乜子彬率1個團向嶧縣攻擊前進。與此同時，日軍「台兒莊派遣隊」也由嶧縣出發向台兒莊攻擊前進，雙方在獐山遭遇。日軍擊退第31師的騎兵搜索隊及擊殲第183團的尖兵連後，在泥溝又擊退了第183團的前衛營，於當晚佔領了北洛。瀨谷啟於戰俘口中得知：嶧縣周圍的部隊是中**隊第20軍團的4個師；第五戰區司令長官李宗仁已命令湯恩伯在嶧縣東北及北方的山區集結，24日開始攻擊，企圖將韓莊、臨城一帶日軍壓迫、殲滅於微山湖東岸地區；湯恩伯現在向城。於是決定將支隊主力集結於臨城、嶧縣，準備與湯軍作戰，原定支援臨沂的部隊減為1個大隊，對進攻台兒莊的兵力與任務則不變動。連夜下達命令：「(1)支隊以一部遣往沂州方向策應坂本支隊，主力確保韓莊及台兒莊附近的大運河一線。(2)沂州支隊(以步兵第10聯隊第2大隊為基幹)24日從臨城出發，向沂州方向前進，策應坂本支隊作戰。(3)步兵第10聯隊(欠第2大隊，配屬炮兵等)以一部確保韓莊附近大運河線，主力於臨城集結。(4)步兵第63聯隊(欠1個大隊，配屬炮兵等)以一部確保台兒莊附近大運河線，主力集結於嶧縣。(5)支隊司令部及直屬部隊集結於棗莊附近。」

    24日，中國空軍為支援第20軍團進攻作戰，拂曉後以轟炸機14架轟炸了韓莊、臨城及棗莊的日軍，但第20軍團並未按預定的時間開始進攻。當晚，軍團部及第85軍仍在抱犢崮山區中，僅第52軍到達了預定的進攻出發地位——郭里集、鵓鴿窩之線。當日，蔣介石至徐州視察，將隨行的副參謀總長白崇禧、軍令部次長林蔚及廳長劉斐等留第五戰區協助李宗仁策劃作戰。同時令第31師改為防守台兒莊，並增調炮第7團的野炮1個營(有瀋陽造仿克魯75毫米野炮10門)、機械化野戰重炮兵1個連(有德國造卜福斯的150毫米榴彈炮2門)及鐵甲車第3中隊配屬第31師，以加強台兒莊的防守火力；還令第31師解除第20軍團的配屬任務，歸還第2集團軍建制，由孫連仲統一指揮台兒莊方面的作戰。孫連仲於當日進至台兒莊運河南岸的韓家寺，將其第27師由賈汪推進至台兒莊附近，接替第31師河防部隊，以加強台兒莊的防守力量。

    同日，日軍沂州支隊開始東進，當晚宿營於棗莊，以約1個中隊的兵力為先遣隊，進至郭里集，佔據了村東北角的大碉樓。「台兒莊派遣隊」繼續由北洛向台兒莊進攻，