当天傍晚，日军突破了第 31 军的两处阵地，蚌埠危在旦夕。覃连芳紧急致电李宗仁：“日军火力太猛，我军伤亡过半，请求增援！若再无援军，蚌埠恐难坚守！”
此时的李宗仁，手中已无机动兵力可调 —— 北线的第 2 集团军正与日军抵 10 师团在滕县激战，敌 21 集团军在定远一带防范日军西路迂回，根本无法抽兵支援南线。
就在李宗仁焦头烂额之际，参谋匆匆送来一份电报：81 军已抵达第五战区，正向南线开进！李宗仁看到电报，眼中瞬间燃起希望：“周青云的81 军装备精良，田达久经沙场，有他们支援，淮河防线定能守住！”
他当即下令，命 81 军即刻投入南线淮河防线，接替第 31 军与第 51 军的部分防御阵地，彻底阻断日军的强渡企图。
清晨，81 军军长田达率领军部抵达蚌埠以西的固镇。
刚下车，田达便召集副军长向思锋、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作战会议。会
议室内，地图上用红笔标注的日军阵地密密麻麻，淮河沿线的蚌埠、临淮关等地已被日军包围，形势危急。
田达指着地图，语气严肃地说：“日军第 13 师团分三路强渡淮河，中路主攻蚌埠，东路进攻临淮关，西路迂回定远。我们的任务，就是守住蚌埠至临淮关的淮河北岸核心阵地，同时防范日军西路迂回部队，确保淮河防线不被突破！”
随后，他宣布了作战部署：“126 师与 127 师部分部队，共约 2万余人，部署于蚌埠至临淮关的淮河北岸，构筑三道防御工事，重点防守蚌埠西侧的涂山与临淮关东侧的龙岗山，这两处是日军强渡的必经之地；127 师师长陈贵临带领 3 个团约 5000 余人，驻守固镇，作为南线机动预备队，随时准备支援蚌埠与临淮关的战斗；参谋次长席代宇带领 2 个团约 3000 人，驰援定远，协助第 21 集团军阻击日军西路迂回部队，防止日军从侧翼包抄淮河防线。”
部署完毕后，各部队立即行动。
126 师师长刘庄儒率领部队，快速抵达蚌埠至临淮关的淮河北岸。
刘庄儒毕业于德国慕尼黑军校，参加过西班牙内战，擅长构筑防御工事。
他根据淮河的地形，下令士兵们构筑三道防御工事：第一道为前沿阵地，挖掘散兵坑与交通壕，配备重机枪与迫击炮，用于迟滞日军的进攻；第二道为主阵地，依托涂山与龙岗山的山势，修建碉堡与隐蔽式机枪堡，配备战防炮与机关炮，用于抵御日军的坦克与步兵冲锋；第三道为后备阵地，部署炮兵部队，用于支援前沿与主阵地的战斗。
士兵们士气高昂，冒着寒风挖掘工事。
126 师176团的士兵崔广才，来自湘西的贫困山村，刚加入 81 军不久，他扛着铁锹，奋力挖掘散兵坑，汗水浸湿了军装，却丝毫没有停歇。
班长拍着他的肩膀说：“广才，加把劲！守住淮河，就是守住后面咱们的家乡，不让鬼子祸害咱们的亲人！”
崔广才用力点头，手中的铁锹挥得更快了。
很快，81 军就在淮河沿岸构筑起了坚固的防御工事，散兵坑、交通壕、碉堡错落有致，形成了一张严密的防御网。
与此同时，127师师长陈贵临率领 127 师3 各团近5000人抵达固镇。
固镇是蚌埠至徐州的交通枢纽，若固镇失守，日军可沿津浦路直插徐州，威胁淮河防线的后方。
陈贵临下令士兵们加固固镇的城墙，在城外挖掘护城河，布置鹿砦与铁丝网，同时在城内构筑街垒，准备进行巷战。
他对部下说：“固镇是咱们的后方屏障，就算战至最后一人，也绝不能让日军突破！”
参谋次长席代宇则率领127 师2个团3000余人，星夜驰援定远。
定远位于淮河西侧，是日军西路迂回部队的必经之地，若日军占领定远，可从侧翼包抄淮河防线的后方。
席代宇深知任务艰巨，他根据在德国学习的战术，下令部队轻装前进，以最快速度抵达定远。
途中，席代宇多次派出侦察兵，侦查日军的动向，确保部队行进安全。
凌晨，席代宇率领部队抵达定远，与第 21 集团军的 173 师会合，共同构筑防御工事，准备阻击日军西路迂回部队。
1 月 30 日上午 8 时，日军第 13 师团中路部队在蚌埠南侧的淮河南岸集结完毕，开始强渡淮河。
日军的炮火率先发起攻击，火炮密集轰炸 81 军的前沿阵地，炮弹落在战壕里，泥土飞溅，士兵们躲在散兵坑中，紧握着手中的武器，等待日军的进攻。
日军的炮火持续了一个小时，前沿阵地的部分工事被炸毁，126 师176团的伤亡人数已超过 200 人。
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团长沈展鹏致电刘庄儒：“师长，日军炮火太猛，前沿阵地伤亡惨重，请求炮兵支援！”
刘庄儒当即下令，师直属炮兵团的 16 门 75 山炮与 8 门 75 野炮立即开火，压制日军的炮兵阵地。
75 山炮的射程虽不如日军的 150 榴弹炮，但精度极高。
炮兵团长亲自瞄准，第一发炮弹就落在了日军的炮兵阵地附近，给日军予以震撼；日军感慨，很少见过中国军队有如此准头的炮兵。
随后，16 门 75 山炮与 8 门 75 野炮齐射，炮弹如雨点般落在日军的阵地，日军的炮火暂时被压制。
沈展鹏见状，立即组织士兵反击，士兵们跳出散兵坑，用沅式轻机枪与沅式步枪向日军射击，日军的步兵纷纷倒地，强渡的船只也被击沉多艘。
然而，日军并未放弃。
10 时许，日军中路部队再次发起进攻，此次日军投入了 10 余辆坦克，掩护步兵强渡淮河。
就在这危急时刻，81 军军直属重炮旅赶到！旅长万式琼率领 36 门 105 榴弹炮与 12 门 150 榴弹炮，在涂山北侧的开阔地展开。
万式琼毕业于德国慕尼黑军校炮兵科，对炮兵战术极为精通。他观察到日军坦克的位置后，下令 105 榴弹炮集中火力轰击日军坦克，150 榴弹炮则轰炸日军的滩头阵地与后续部队。
36 门 105 榴弹炮同时开火，炮弹呼啸着飞向日军坦克群阵地。
日军的坦克本就不厚， 105 榴弹炮的威力极大，一发炮弹击中坦克的侧面，坦克瞬间被炸毁，燃起熊熊大火；同时，37战防炮射击，击毁2辆坦克。
短短 10 分中，日军的 10 余辆坦克就被炸毁了 7 辆，剩余的坦克见势不妙，纷纷撤退。
随后，12 门 150 榴弹炮对日军的滩头阵地发起轰击，滩头阵地被夷为平地，日军的步兵伤亡惨重，强渡的船只被全部击沉。
日军中路部队指挥官见状，气得哇哇大叫，却再也不敢发起强渡。
当天下午，日军东路部队对临淮关发起进攻，126 师 137 团依托龙岗山的防御工事，在重炮旅的支援下，同样粉碎了日军的强渡企图。
至傍晚，日军的三次强渡均以失败告终，淮河防线暂时稳固。
当晚，田达致电第五战区司令部，汇报战况：“日军三次强渡淮河，均被我军击退，毙敌约 2000 余人，炸毁坦克 7 辆、火炮 12 门，我军伤亡约 500 人。淮河防线已初步稳固，请李长官放心！”
李宗仁接到电报，激动得彻夜难眠，他当即复电田达：“81 军作战英勇，立下大功！望继续坚守，彻底阻断日军的强渡企图！”
日军见中路与东路强渡失败，便将重点转向西路，企图从定远迂回，包抄淮河防线的后方。
日军西路迂回部队约 1 万人，在第 13 师团第 26 旅团旅团长沼田德重的率领下，向定远发起进攻。
此时，席代宇率领的 2 个团与第 21 集团军 173 师正在定远城外的靠山集构筑防御工事。
清晨，日军的炮火开始轰击靠山集阵地。
席代宇根据在德国学习的参谋知识，预判出日军的进攻方向，下令部队在靠山集西侧的山林中设置埋伏，同时将 37 战防炮部署在不远处，用于抵御日军的坦克。
日军的步兵在坦克的掩护下，向靠山集阵地发起冲锋，当他们进入埋伏圈后，席代宇下令开火，沅式轻机枪、沅式水冷重机枪与迫击炮同时响起，日军纷纷倒地。
日军的坦克试图突破阵地，却被 37 战防炮击中，坦克履带被炸毁，动弹不得；有部分装甲车被沅式20机关炮（20 毫米口径的防空机关炮）击伤，无法使用。
沼田德重见状，下令部队展开包围，企图将席代宇的部队困在靠山集。
席代宇识破了日军的企图，当即下令部队后撤至定远城内，依托城墙进行防御。日军随后追击至定远城下，开始攻城。
席代宇组织士兵们在城墙上布置沅式20机关炮与重机枪，日军的步兵一次次冲锋，都被密集的火力击退。
战斗持续了一整天，日军伤亡约 800 余人，却始终未能攻破定远城。
与此同时，驻守固镇的陈贵临也面临着日军的威胁。
下午，日军东路部队的一支队 2000 人的支队，绕过临淮关，向固镇发起进攻，企图切断 81 军的补给线。
陈贵临接到侦察兵的报告后，立即下令 1个团在固镇东侧的大柳巷设伏，另 2 个团在固镇城内待命。