日方戰略
日軍第二軍司令官西尾壽造於3月上旬通過華北方面軍向大本營申請“追剿眼前之敵， 絕不是深入南進作戰， 爲警備後方希望增加兵力”。得到日本大本營批准後， 於3月8日向第十師團作了傳達。1938年3月13日，第二軍正式命令第十師團消滅大運河以北之中國軍隊，第五師團以一部佔領臨沂後進入嶧縣附近配合第十師團作戰。其企圖是，“在達到以上目的後，大致在滕縣、沂州一線，給以後作戰作好準備”。[13] 滕縣和臨沂均爲魯南要地，是日軍由山東北部進到運河沿線必經之地，津浦鐵路線上的韓莊和臨棗支線上的臺兒莊緊臨運河北岸。日軍欲進佔運河以北地區，必須首先攻佔滕縣和臨沂，而後進佔韓莊至臺兒莊一線。板垣、磯谷兩師團，是日軍精銳之師，此次進攻，來勢相當兇猛，大有一舉圍殲中國軍隊之勢。日軍以五六萬兵力，在華北方面第二軍指揮下，分兩路向臺兒莊進發。一路爲板垣第5師團，沿膠濟路西進，進逼臨沂;一路爲磯谷的第10師團，該師團沿津浦路南下，直取臺兒莊。日軍第二軍按計劃實施的進攻，直接導致了滕縣及臨沂戰鬥，從而展開了魯南地區的臺兒莊戰役。
中方戰略
1938年3月21日，李宗仁電報蔣介石、何應欽、徐永昌，關於頒發作戰命令如下： “( 1) 臨城、嶧縣、韓莊間之敵約步兵三聯隊、騎兵一聯隊、炮兵一聯隊、坦克車五六十輛，自14日以來在界河、滕縣、南沙河及臨棗各地與我鄧集團(第22集團軍)及王軍作戰。現分部南進，已達韓莊及嶧縣附近，其主力似尚在臨城。( 2) 戰區以收復魯中廣大地域之目的，以一部在運河之線取攻勢防禦姿勢，以主力由嶧縣東南方及東北方山地側擊南下之敵，聚殲於臨棗支路與韓莊運河間地區。” 這是日軍瀨谷支隊佔領滕縣、臨城後進佔韓莊和嶧縣附近時， 第五戰區所發的作戰命令中有關作戰目的和計劃的主要內容。這裏明確決定作戰目的是“收復魯中廣大地域;計劃採取一部”以“攻勢防禦”主力“側擊南下之敵”，將敵人消滅在“臨棗支路與韓莊運河間地區”。按照以上作戰目的與計劃，戰區命令湯恩伯第二十軍團集中主力於嶧縣東側及棗莊東北方山地，擊破嶧縣之敵，向臨城、沙溝 兩地附近側擊，“壓迫敵於微山湖東岸而殲滅之”。一部集結於臺兒莊北方地區，準備協助對嶧縣及其西北地區之主力作戰。命令孫連仲第二集團軍以一部在侯新閘以西運河南岸防禦，待機渡河北進，主力控制於賈汪附近及荊山、茅村鎮間。
張自忠第五十九軍在費縣集結整頓後，乘虛向滕縣南北地區與由南陽鎮附近河之第三集團 軍部隊呼應，截擊南下或北退之敵，對泗水方面自行警戒。孫桐萱第三集團軍應超越濟寧南北地區，再向袞州、鄒縣間及界河、官橋間與張自忠第五十九軍及臨城以南之攻擊部隊呼應，襲擊敵之側背，並阻止敵增援或截敵歸路。命令龐炳勳第三軍團迅速掃蕩湯頭附近之敵，以一部向莒縣方面追擊，主力集結於湯頭附近佈防，對沂水、蒙陰方面自行警戒。
