中國(guó)軍隊(duì)堅(jiān)守徐州地區(qū)達(dá)5個(gè)月之久，充分實(shí)現(xiàn)了以空間爭(zhēng)取時(shí)間的目的，從而為中國(guó)軍隊(duì)在武漢的集結(jié)、布防贏(yíng)得了時(shí)間。從這個(gè)意義上說(shuō)，臺(tái)兒莊大捷是中國(guó)軍民打破日軍“速戰(zhàn)速?zèng)Q”戰(zhàn)略企圖，堅(jiān)持持久抗戰(zhàn)的一個(gè)有力砝碼，破壞了日方的戰(zhàn)略企圖。

日本大本營(yíng)因兵力不足及準(zhǔn)備不夠充分，在占領(lǐng)南京、太原后本來(lái)決定暫時(shí)停止進(jìn)行大規(guī)模的進(jìn)攻，制訂了所謂“戰(zhàn)局不擴(kuò)大”方針，并下達(dá)了計(jì)劃，以爭(zhēng)取時(shí)間建立總體戰(zhàn)體制及擴(kuò)大軍事力量。但由于臺(tái)兒莊的失敗和侵華日軍當(dāng)局為挽回面子強(qiáng)烈要求擴(kuò)大戰(zhàn)局，并由于發(fā)現(xiàn)中國(guó)軍隊(duì)大量集結(jié)徐州等情況，被動(dòng)地改變了既定戰(zhàn)略方針，在兵力不足及準(zhǔn)備并不充分的條件下決定提前進(jìn)行徐州會(huì)戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)日軍尚未完成擴(kuò)軍計(jì)劃，根本無(wú)法從國(guó)內(nèi)增派軍隊(duì)，只好從本來(lái)就感兵力不足的侵華日軍中調(diào)集部隊(duì)。

在華日軍共約15個(gè)師團(tuán)的兵力，調(diào)至徐州作戰(zhàn)約10個(gè)師團(tuán)，結(jié)果造成投入徐州會(huì)戰(zhàn)的兵力不足以完成圍殲徐州附近五六十萬(wàn)中國(guó)軍隊(duì)的任務(wù)，而留置后方的兵力更有捉襟見(jiàn)肘之憂(yōu)，連守備同蒲、平漢、京滬、膠濟(jì)、正太、津浦幾條鐵路干線(xiàn)上的要點(diǎn)都不夠用。如第1軍抽調(diào)了平漢路高邑、安陽(yáng)地區(qū)的第16師團(tuán)和新鄉(xiāng)、焦作地區(qū)的第14師團(tuán)去徐州作戰(zhàn)，致使冀南、晉南守備空虛，不僅被迫放棄了長(zhǎng)治地區(qū)，而且導(dǎo)致已經(jīng)占領(lǐng)晉南黃河北岸的第20師團(tuán)遭到中國(guó)第2戰(zhàn)區(qū)部隊(duì)晝夜攻擊。這些中國(guó)部隊(duì)大多是在日軍進(jìn)攻下已退至黃河以南、徐州會(huì)戰(zhàn)開(kāi)始后又乘虛渡河返回晉南的。日軍第20師團(tuán)被迫又放棄了蒲州(今永濟(jì)西)、芮城、平陸等地，保持運(yùn)城、河津、聞喜，并將主力退縮至曲沃、侯馬、新絳地區(qū)固守。又由于第2戰(zhàn)區(qū)部隊(duì)破壞了鐵路和以炮擊控制了機(jī)場(chǎng)，日軍第20師團(tuán)的補(bǔ)給完全中斷。當(dāng)時(shí)日軍無(wú)任何兵力可供調(diào)動(dòng)增援，不得不以空投進(jìn)行補(bǔ)給，但飛機(jī)不足，無(wú)法滿(mǎn)足1個(gè)師團(tuán)的需要，因此，徐州會(huì)戰(zhàn)時(shí)期日軍第20師團(tuán)不得不以搶掠民間糧食以及野菜、樹(shù)葉、青草充饑。事實(shí)上不僅第20師團(tuán)陷于困境，而且華北被日軍占領(lǐng)的所有地區(qū)都呈現(xiàn)不穩(wěn)。日軍因兵力缺少，只能被動(dòng)地進(jìn)行防御，完全沒(méi)有實(shí)施大規(guī)模出擊的能力，更談不上占領(lǐng)新區(qū)。

檢討日軍的這場(chǎng)大敗仗，以日軍戰(zhàn)斗的觀(guān)點(diǎn)而言，可以說(shuō)是相當(dāng)?shù)妮p敵，最初日軍的進(jìn)逼徐州外圍戰(zhàn)，根本是日軍大本營(yíng)所不同意的作戰(zhàn)行為。日軍大本營(yíng)特別下達(dá)華北方面軍南下的禁止線(xiàn)，是在徐州以北百公里之外，所以，徐州會(huì)戰(zhàn)是一個(gè)被中國(guó)軍隊(duì)掌握戰(zhàn)機(jī)所誘發(fā)的一個(gè)意外軍事作戰(zhàn)，這個(gè)會(huì)戰(zhàn)徹底的改變了日本對(duì)華作戰(zhàn)的戰(zhàn)略構(gòu)想。

日軍不是因?yàn)樾熘輵?zhàn)略地位重要，要打通華北與華中戰(zhàn)區(qū)，因而準(zhǔn)備進(jìn)攻徐州，而是因?yàn)槿A北方面軍的不服軍令約束，以輕敵的心態(tài)，孤軍深入，結(jié)果在臺(tái)兒莊遭到慘敗，迫使日軍大本營(yíng)別無(wú)選擇地動(dòng)員所有的軍力，倉(cāng)促地發(fā)動(dòng)徐州會(huì)戰(zhàn)，但是日軍仍然沒(méi)有捉到中國(guó)軍隊(duì)主力。

因此，從徐州會(huì)戰(zhàn)之后，日軍在戰(zhàn)略的主導(dǎo)能力上，開(kāi)始完全的失控，速戰(zhàn)速?zèng)Q的戰(zhàn)略成為空想。日本逐步地陷入中國(guó)的戰(zhàn)略空間陷阱之中，日軍只有繼續(xù)發(fā)動(dòng)武漢會(huì)戰(zhàn)以及華南攻略作戰(zhàn)，將日軍絕大部分的部隊(duì)，都投入了中國(guó)的戰(zhàn)場(chǎng)，這時(shí)日本既不能擊敗中國(guó)，又不能退出中國(guó)，迫使日本最后鋌而走險(xiǎn)，發(fā)動(dòng)太平洋戰(zhàn)爭(zhēng)。

原來(lái)日本企圖圍殲徐州的中國(guó)軍隊(duì)，是一個(gè)相當(dāng)有企圖心的戰(zhàn)略攻擊計(jì)劃，但是日軍仍然犯了低估中國(guó)軍作戰(zhàn)能力的錯(cuò)誤，在徐州寬廣的地區(qū)，投入了25萬(wàn)的日軍部隊(duì)，仍然出現(xiàn)兵力不足的現(xiàn)象，對(duì)于當(dāng)時(shí)的日軍而言，這已是其動(dòng)員部隊(duì)的極限。同時(shí)日軍過(guò)于自信的判斷，認(rèn)為中國(guó)軍隊(duì)只能利用隴海鐵路西退，因此，日本將攔截的主力，全都放在截?cái)噙@條鐵路的交通線(xiàn)上，而大部分的中國(guó)軍隊(duì)卻從日軍的背后，向西南方撤走，使得日軍在徐州企圖圍殲中國(guó)軍隊(duì)主力的計(jì)劃再次落空。于是日軍又在匆促之中，決定全面深入中國(guó)，進(jìn)行漢口攻略的作戰(zhàn)計(jì)劃。