清晨 5 时许，日军的补给车队缓缓驶来，共有 20 余辆卡车，满载着弹药与粮食，由 100 余名日军护送。
席代宇看到车队后，眼中闪过一丝锐利的光芒，他下令：“等车队全部进入埋伏圈，再发起进攻！” 当日军的最后一辆卡车进入埋伏圈后，席代宇一声令下，士兵们立即开火。
沅式轻机枪、沅式水冷重机枪（仿造德国MG08 式水冷马克沁重机枪）与迫击炮同时响起，日军的卡车被击中，燃起熊熊大火，弹药在车内爆炸，声响震天。日军护兵惊慌失措，纷纷寻找掩护，却被 81 军的士兵们逐个歼灭。
战斗持续了一个小时，日军的补给车队被全部摧毁，20 余辆卡车化为灰烬，100 余名护兵被歼灭，席代宇的部队缴获了大量的弹药与粮食。
随后，席代宇率领部队沿公路向蚌埠方向追击，摧毁了日军的 3 处补给站，彻底切断了日军西路迂回部队的补给线。
日军西路迂回部队旅团长沼田德重得知补给线被切断，顿时慌了手脚 —— 部队的弹药与粮食仅能维持 3 天，若不撤退，必将被歼灭。
他多次组织部队试图恢复补给线，却都被席代宇与第 21 集团军的 173 师击退。
沼田德重无奈之下，只得下令部队撤退，向蚌埠方向靠拢。席代宇与 173 师趁机追击，日军伤亡惨重，狼狈逃窜。
至此，日军西路迂回部队被彻底击退，津浦路南段彻底脱离日军威胁。
淮河防线的胜利，不仅阻断了日军南北夹击的企图，更牵制了日军第 13 师团主力，为后续的台儿庄方面的战事提供了有力支援。
李宗仁在徐州指挥部接到战报后，激动地对部下说：“81 军是抗日的铁军！田达、席代宇、刘庄儒、陈贵临这些将领，都是国家的栋梁！”
2 月中旬，淮河防线的战斗基本结束。81 军在此次战役中，共毙敌约 5000 余人，炸毁日军坦克 12 辆、火炮 30 余门、卡车 50 余辆，缴获大量的武器弹药与粮食，自身伤亡约4000余 人，取得了淮河保卫战的重大胜利。
战后，田达在蚌埠召开庆功大会。
会上，田达对全体将士说：“兄弟们，我们守住了淮河防线，粉碎了日军南北夹击的企图，为国家、为民族立下了大功！这胜利，是兄弟们用鲜血和生命换来的，我们要永远记住那些牺牲的战友！”
淮河保卫战的胜利，让 81 军声名远扬，成为全国抗日军队的典范。
《中央日报》专门报道了 81 军的战绩，称其为 “抗日铁军”“淮河守护者”。
蒋某人也致电田达，对 81 军的表现给予高度评价：“81 军作战英勇，功勋卓着，为党国之荣！望继续努力，为抗日大业再立新功！”
1938 年 2 月下旬，淮河防线的硝烟尚未完全消散，第五战区司令长官李宗仁的指挥部内，一份份来自北线的急电让气氛再次紧张起来。
此时，日军调整战略部署，将主力转向北线：第 5 师团在师团长坂垣征四郎的率领下，从青岛沿胶济路西犯，直扑临沂，企图攻占后迂回台儿庄；第 10 师团在师团长矶谷廉介的指挥下，沿津浦路南下，目标直指滕县，两路日军计划在台儿庄汇合后，一举攻占徐州，打通南北战线。
李宗仁站在地图前，手指在临沂与滕县的位置反复摩挲，眉头紧锁。北线守军的处境极为艰难：庞炳勋的第 3 军团虽在临沂顽强抵抗，但该军团仅辖 1 个军，兵力不足 2 万人，装备落后，连像样的重武器都没有，面对日军第 5 师团的机械化部队，伤亡已超过 6000 人，防线不断收缩；川军第 22 集团军在滕县血战多日，尽管之前周青云在武汉给他们补充过不少轻武器，但由于缺少重火力支援，经过连日激战，兵力已不足万人，滕县县城随时可能被日军攻破。
“北线若崩，台儿庄决战将无从谈起！” 李宗仁对着参谋们严肃地说，“必须立刻调派精锐部队北上支援，守住临沂与滕县，为台儿庄决战争取时间！”
此时，第五战区内的机动兵力仅有刚结束淮河保卫战的 81 军。81 军装备精良、士气高昂，且经过淮河战役的实战检验，是支援北线的最佳选择。
2 月 25 日，李宗仁亲自致电 81 军军长田达：“北线临沂、滕县告急，日军第 5、第 10 师团主力压境，盼 81 军即刻北调，分兵支援两处战场，稳固北线防线！”
田达接到电报后，立即召集副军长向思锋、参谋长田阁毅、参谋次长席代宇与126师师长刘庄儒、127师师长陈贵临召开紧急会议。