日军攻城的炮火越来越猛烈，排炮几乎没有间隙，接二连三地落在中国军队的阵地上。日本鬼子冲上来了。李必蕃师长一声令下，官兵们一齐向鬼子射击，机枪喷出了一条火龙，打得鬼子东倒西歪。
在日军一次接一次的炮击中，菏泽的防御阵地被炸成一片废墟，村庄在燃烧，树林在燃烧。部队伤亡越来越大，有些排的官兵全部牺牲在抗日的阵地上，有的连只有几名伤兵还坚守在阵地上。
鬼子越来越近了。师参谋长黄启东英勇殉国了，刘冠雄团长也在战斗中牺牲了。李必蕃师长看了看身边的几名随从，手一挥，毫不犹豫地冲出战壕。在激战中，李必蕃师长身负重伤。随从副官急忙把李师长搀扶下来，组织直属连杀开一条血路，突出重围。
傍晚，满身是鲜血的李必蕃被救护到菏泽以南5余公里的曲只集。李必蕃从昏迷中醒来，得知菏泽已经被日军占领，悔恨交加，决定以一死来激励将士们继续抗日。他吃力地取出一份地图，写下了“愿我同胞，努力杀贼”的遗言，趁护理人员不注意，猛地举起手枪，在自己头上开了一枪。
李必蕃以身殉国，在全国反响强烈。国民政府追晋李必蕃为陆军中将。国民党的《中央日报》、《大公报》等报刊，纷纷登载文章，赞扬李必蕃的爱国精神。中共中央和八路军总部代表郭沫若、吴玉章、罗炳辉等人率领代表团，参加李必蕃的追悼大会，并送了一块刻有“民族之光”的大匾。1986年，湖南省人民政府追认李必蕃为革命烈士。
菏泽失守那天，日军第14师团主力攻占曹县，第16师团主力攻占金乡。部署在这一地区的国民党军队没有能够阻止日军的进攻，致使中国军队徐州地区的防线被日军突破。这一突破，对徐州地区的防御产生了重大影响。
5月15日，沿津浦铁路北上的日军第3师团攻占大营集以后，在第9师团左翼支队的配合下，向徐州挺进。
日军连续进攻的炮声，大片领土的失陷，迫使国民政府的一些高级将领重新认识徐州地区的军事态势。在数量上占有绝对优势的中国军队，未能有效地抗击日军的进攻，短短10天时间，南北两路日军即完成了对徐州地区的合围，这使蒋介石等人感到十分意外。国民政府一些高级将领开始意识到，在黄河与淮河之间的狭小平原地区同装备精良的日军进行决战，是不现实的，要消灭日军，必须另谋他路。为了保存有生力量，5月15日，国民政府军事委员会召开会议，决定放弃徐州。
蒋介石下达的命令是：“避免决战，撤离徐州。”
5月16日，李宗仁根据蒋介石的旨意，下达了第5战区各部队脱离徐州战场的命令。司令长官作出的撤退部署是：刘汝明指挥第68军占据徐州有利地形，掩护各部队撤出徐州战场。第24集团军留在苏北。第69军同海军陆战队一起，在鲁南、鲁中地区开展游击战。第5战区主力部队分成5路，分别向徐州西南方向突围，向河南、安徽边界的山区撤退。李宗仁部署完撤退任务以后，静静地坐在指挥室里，心情格外沉重。
李宗仁的脑海里掠过这样一个念头：数十万部队撤到桐柏山区，退到江南的水网稻田地，“化整为零”，进行游击战，是否可行呢？
5月18日，李宗仁同白崇禧、刘斐等第5战区长官部的人员一起，在第31军和第7军1个师的掩护下，从萧县以南地域突围，向阜阳前进。一路上，日军的飞机不时地临空侦察。为了免遭意外，李宗仁一行白天隐蔽，夜间行军，整整在途中行军7天7夜，终于到达阜阳。
第5战区的主力部队突围进入西南山区以后，在桐柏山、大洪山开辟据点，抗击日寇。
5月19日，第68军完成了掩护第5战区各部队撤离徐州的任务，即放弃徐州。当日，日军占领徐州。
在徐州会战接近尾声时，发生了在抗日战争中有重大影响的两个事件。一个事件是中国空军到日本进行“纸片轰炸”，一个事件是黄河决堤。
“纸片轰炸”发生在徐州陷落的当天。
徐州会战失利后，侵华日军越来越猖狂，日军飞机对武汉、重庆、广州的轰炸也越来越频繁。国民政府召开最高军事会议时，有人提出，中国应该对日军占领徐州作出强烈反应，在这个时候，一定要千方百计打击侵华日军的嚣张气焰，要激励全国军民的抗日热情。在日军的强大攻势面前，中国采用什么方法打击日寇？这是一个难题。
有人说：日军飞机对中国的大城市狂轰滥炸，中国空军就不能轰炸日本本土吗？
有人说：中国是文明古国，是礼仪之邦，不能像日本法西斯那样，滥杀无辜。
有人说：“七七”事变以来，日军残暴地屠杀中国人民，侵占中国大片领土，中华民族遭受了巨大灾难。日本本土并非固若金汤，我们为什么不能让日本当局尝尝中国人的炸弹？
有人提出：空军能担任远航日本的重任吗？国民政府的空军组建以来，还没有作过如此远距离的飞行呢！
这次会议，经过激烈争论，决定秘密派飞机到日本，不投炸弹，只投掷宣传弹；并责成航空委员会军令厅选定远征日本的空勤人员。
蒋介石的外籍顾问端纳得知中国空军要远航日本，连连摇头，说：去日本？中国飞行员没有这个能力，应该聘请一位美国飞行员。
经过协商，美国飞行员选定了。但这位飞行员狮子大开口，远航日本一趟，必须给他10万美金。那时候，10万美金约合40万大洋。这不仅是要价高，也是对中国飞行员的藐视。
在这种情况下，国民政府有关部门决定，把远航日本的任务交给空军第14中队中队长徐焕升。徐焕升是笕桥航校第1期毕业生，曾经到德国学习，能担当此任。随徐焕升编队飞行的僚机由佟彦博驾驶。佟彦博是笕桥航校第3期的毕业生，曾经担任蒋介石的专机驾驶员。
领队远征日本长崎、佐世保等地胜利归来的中国空军第14中队队长徐焕升。5月19日15时23分，徐焕升驾驶1403号长机，佟彦博驾驶1404号僚机，悄悄地从汉口机场起飞了。这两架美制“马丁”B-10B轰炸机运载着100万份宣传单，经过2小时飞行，按预定计划到达宁波栋社机场加油，于23时48分起飞，向日本飞去。
“马丁”B-10B轰炸机翼展21.49米，机长13.63米，装有两台功率为775马力的发动机，可携带1025公斤炸弹，最大时速为343公里，升限7300米，航程900公里。这是经过充分准备的两架飞机。5月20日凌晨2时45分，中国飞机飞临长崎上空，撒下传单，再向日本的福冈、九州等一些城市飞去。
随着中国飞机B-10B的一阵阵轰鸣声，宣传单雪片似的飘落下去。徐焕升和佟彦博及时向国内反馈信息：空中没有拦阻，探照灯柱到处可见，高射炮火密集射来……
那夜，日本的长崎、九州等城市的市民们惊恐万状，军方束手无策。狂妄的军国主义者万万没有想到，中国空军的飞机能飞到日本领土上。当他们看到中国空军撤下的传单时，日本举国骚然。
这些传单，有的是《告日本国民书》，有的是《告日本工人书》。其中《告日本国民书》写道：
我们大中华民国的空军，现在飞到贵国的上空了。我们的目的，不是要伤害贵国人民的生命财产。我们的使命，是向日本人民，说明贵国的军阀，在中国领土上做着怎样的罪恶。请诸位静听，……
日本兄弟，在诸位之中，有开始反对战争、理想做正义和平的人，也有为军阀的宣传所欺骗而讴歌战争的人；但，不管是哪一种人，想来一定都因贵国的言论被统治，要了解时局的真相是困难的。所以，试作以下的说明，希望诸位详加考虑。
中华民国空军将士中日人民亲善同盟
《告日本工人书》有以下内容：
解放是不会自己来的，现在正是人民争回自由的时候了。你们掌握着生产，掌握着日本军阀之心脏的工人兄弟！觉醒诸君伟大的力量吧！诸君掌握着东洋的命运，打倒日本军阀，为解除两国人民的苦痛，以同盟罢工来战斗吧！
中华全国总工会
这种宣传，也是一场战斗，它对日本国民产生的影响不亚于战场上的一个胜仗。
黎明，两架中国飞机圆满完成任务，顺利返航。
8时48分，佟彦博驾驶的僚机在玉山机场降落了。9时24分，徐焕升驾驶的长机在南昌机场降落了。机场上，掌声雷动。各类人士聚集机场，热烈欢迎远征归来的勇士。
中共中央和八路军武汉办事处为了祝贺这次行动，特地赠送了两面锦旗，一面写着“德威并用，智勇双全”；另一面写着“气吞三岛，威震九州”。
在徐州会战期间，两架中国空军的飞机远航到日本撒传单，这一行动，长了中华民族的志气，灭了日本侵略者的威风。6天以后，日本近卫内阁被迫大改组。
黄河决堤，发生在日军西进途中。
日军占领徐州及其附近地区以后，大本营决定“扩大徐州会战结果”，命令部队沿陇海路西进，追击撤退的中国军队。5月下旬，日军大本营先是命令进攻兰考、商丘、永城、蒙城以东地区，继而又下令攻击部队越过上述4个县城，继续西进。
根据日军大本营的命令，华北方面军和华中派遣军命令第10、第14、第16师团分路向西追击。5月24日，日军第14师团的部队占领兰考后，被中国军队包围。经过近一周的激战，中国军队撤退。日军继续西进。
6月6日，日军第14师团占领开封。7日，离郑州只有数十公里的中牟陷落，中原重要城市郑州危急。
日军连续西进，数周内侵占中原地区大片领土，引起了中国人民的愤慨。如何阻止日军西进，成为国民政府军事委员会一个十分迫切的问题。郑州一旦失守，日军必将会沿平汉路南下，进攻武汉；也会沿陇海铁路西进，进攻西安。这将使抗日战争的形势变得更加严峻。谁知，在如此重大的问题上，蒋介石竟然盲目决断，采用“以水代兵”的战术。
6月初，蒋介石出席在武汉举行的最高军事会议。当讨论如何阻止日军西进时，军事委员会侍从室一名副主任建议，选择适当位置炸开黄河大堤，水淹日军。蒋介石采纳了这一建议，下令在郑州东北的花园口附近炸毁黄河大堤。这道命令，带来了一场新的灾难。
黄河，是中华民族的母亲河。
黄河，从黄土高原夹带大量的泥沙，由西向东气势磅礴地奔泻下来。进入华北平原以后，黄河水流减缓，河道开阔，由于泥沙逐年淤积，河床远远高出两岸的田园和居民，汛期水位，比开封著名的铁塔和郑州著名的“二七纪念塔”塔顶还要高，成为地球上的一条“悬河”。黄河两岸广大百姓生命财产的安危，都系于那条大堤上。中国历代王朝都采取措施，防止黄河水患。
6月9日，国民党军队奉命在花园口炸开黄河大堤。数千年来，黄河沿岸的人民群众不断修筑大堤，把大堤修得十分坚固。奉命炸堤的工兵部队连夜挖掘，多次爆破，都没有把大堤炸开。蒋介石得知这一情况，接连3次责问为何没有炸开大堤？
受命炸堤的工兵分队万般无奈，他们不得不另选地址，炸药、地雷同时使用。突然间，一声惊天动地的爆破声，一条“黄龙”从中华民族的母亲河里奔腾而出。
刹那间，滔滔黄河水带着混浊的泥沙，从缺口夺路而出，犹如万马奔腾，呼啸着，奔腾着，沿中牟、尉氏、扶沟一线向南泛滥，把沿途的村庄、庄稼、树木全部吞灭，美丽富饶的中原大地出现了大面积黄泛区。当年7月20日的《新华日报》报道：“黄河决口，共有两处，一在郑州以北24里的花园口溃决150公尺，水深3丈；一在中牟以北32里的赵口溃决300公尺，水深丈余。两决口相隔40里，中间杨橘一带，并没有水。花园口的决流，南经京水镇入贾鲁水支流至白沙镇，与赵口决流汇合，入贾鲁河向东南泛滥……”
古人曰：黄河之水天上来。
日军沿陇海铁路向西推进途中，突然遇到滚滚洪流席卷而来，毫无思想准备，部队的大炮、战车等辎重物资陷入一片汪洋之中，许多官兵被洪水吞灭了。面对凶猛无比的滔滔黄河水，日军的重装备难以行动，日军统帅部不得不命令部队停止前进，向黄泛区以东地区撤退。
据统计，日军因黄河决堤而被淹死、或得病而死的官兵，达3万多人。
蒋介石“以水代兵”，尽管暂时阻止了日军西进，却造成黄河改道，河南、安徽、江苏3省40多个县市，3000多平方公里的田园变成了一片汪洋，1250万人悲惨地遭受这场灾难。仅河南省的郑县、中牟、开封、通许、太康、淮阳、鹿邑、尉氏等21个县市，就有900万亩耕地被淹没。滚滚洪流，吞灭了90万人的生命，造成上千万人流离失所，豫东广大地区，成了满目疮痍的黄泛区。黄泛区年年受灾，岁岁饥荒，灾荒带来的损失，更是无法统计。中原人民不仅饱受日本鬼子野蛮掠夺之苦，又面临着人为的洪水带来的巨大灾难。战争，就是这样残酷，这样难以驾驭。
何应钦把黄河决堤的责任推给日军，他称：“敌在赵源口（中牟北）附近决堤，复在花园口（郑州北）附近投多量炸弹，破坏黄河堤防，氾滥横流，但我大军已陆续向西转进。”
徐州大会战，在滔滔黄河水泛滥中，落下了帷幕。
徐州会战，有临沂、滕县、台儿庄的激战，最终却以水代兵，这不仅没有阻止日军的进攻，还给中原人民造成重大灾难。