日本大本营认为：发动徐州会战能消灭中国军队主力，特别是对日后的武汉作战有利。所以，大本营批准了华北方面军的作战计划。大本营和陆军部联合下达了“大陆指第一〇六号”令：
第一、方针
华北方面军以一部有力部队及与之相配合的华中派遣军的一部，击败徐州附近之敌，并占领津浦线及庐州（合肥）附近。
作战时间预定于四月下旬。
第二、要领
一、华北方面军约以四个师团向陇海沿线发动攻势将敌击败。为此，以主力从北面击败徐州附近之敌，约以一个师团从兰封东北方附近，向敌退路归德（商丘）方向进攻。
二、华中派遣军约以两个师团（其一部担任后方警备）从南面策应华北方面军作战。为此，从津浦沿线地区进击，尤其应力求切断敌之退路。
三、华北方面军占领徐州以北津浦线，将敌击败后占据兰封以东的陇海线以北地区。
四、华中派遣军击败敌军之后，占据徐州（包括在内）以南津浦线及庐州附近。
五、两军作战要紧密联络。
六、本作战完成之后，华北方面军约将三个师团配置在黄河以南，华中派遣军约将两个师团配置在徐州（包括在内）以南津浦线及庐州附近。