重庆
李宗仁为阻挡南京方向的日军，首先命自己的桂系部队第31军部署在滁州、明光一线。然而，第31军虽拼尽全力与日军激战一个多月，终因装备和兵力悬殊被迫后撤。眼见日军主力即将突破淮河，关键时刻，于学忠率部抵达战场，需特别说明的是，于学忠虽是山东蓬莱人，但其麾下的第51军却是货真价实的东北军。
当时东北军的争议较大，主因是“九一八”事变中执行不抵抗政策带来的负面影响。东三省沦陷，东北官兵无家可归，还要承受千夫所指，因此这一时期的东北军上下都憋着一股气。
于学忠原本负责五河至蚌埠地区的防御，其部抵达防区后立即着手修筑工事。未料尚未准备就绪，日军先头部队便已逼近。一时间，这群东北军旧恨翻涌，当即摆开阵势迎战。
此前南京方向的日军第十三师团起初因轻敌冒进，遭桂军痛击；但此一时彼一时，如今日军以重武器开道，战斗强度骤增。
第51军刚将临淮关方向的日军先头部队击退，蚌埠方向、淮河大桥一带的日军又发起渡河行动。于学忠急调兵力增援，待蚌埠方向暂稳，西边日军竟已突破淮河，占领怀远并逼近涡河。第51军只得再次分兵，赶赴怀远、涡河布防。
1938年2月8日，日军出动飞机轰炸小蚌埠阵地，随后千余步兵在炮火掩护下强渡淮河。第51军第113师第337旅全体官兵奋勇抵抗，两度击退日军。日军正面受挫，转而在夜间偷袭，并成功占据小蚌埠。双方围绕该阵地展开血腥拉锯。
当夜，第113师师长周先烈命第674团实施反击。凌晨1时，小蚌埠阵地失而复得。10日拂晓，日军再度反扑，第674团伤亡过半，阵地复失。于学忠闻讯后亲临一线指挥，由第339旅组建的敢死队突入小蚌埠，与日军展开白刃战。这场惨烈搏杀持续数小时，日军终被击退。
与此同时，临淮关方向数千日军强渡淮河，攻占数座村庄。第114师师长立即率部反攻，成功收复失地。
11日，战事进入最惨烈阶段。久攻不下的日军恼羞成怒，飞机、大炮、坦克轮番轰击，第51军多处防线被突破。尽管连续高强度作战已令部队极度疲惫，东北军仍浴血奋战。小蚌埠阵地五度易手，最终仍告失守。第51军已倾尽全力，东北官兵亦如此。
眼见阵地难保，于学忠召集全体指挥官训话：“东北沦丧之耻，深烙我辈心中。今日唯有一战到底，纵使全军覆没，亦要让日军付出血的代价！”
13日，第51军集结残部全线决死反击，于学忠与所有军官均奔赴前线。小蚌埠镇的拉锯战持续8小时，战局陷入胶着。临淮关防线的第114师虽付出两千余人伤亡的代价夺回部分阵地，但随着日军后续部队抵达，淮河沿岸多处阵地再告失守。难道淮河这道天堑，真的要落入敌手？
千钧一发之际，一支与东北军境遇相似的援军星夜驰援，张自忠率部赶到。
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