南线作战在蚌埠淮北一带进行的如火如荼，而北线鲁南地区也在进行反击战。。。
在2月上旬，第22集团军接到向邹县之敌进攻的命令，孙震立即开始准备。（注：第22集团军为四川部队，总司令邓锡侯。1938年1月，川康绥靖主任刘湘逝世，邓奉命回川继任。第22集团军副总司令孙震代理总司令。下属2个军，均为乙种军。全集团军共有16个步兵团，无特殊兵种部队，总计约4万余人。装备陈旧，主要武器为四川造7.9毫米步枪及手榴弹，仅有少量四川造轻机枪及迫击炮。本来兵员就不足，1937年10月至12月在晋南战斗中损失惨重，减员过半，2个军的建制均不完整。调第五战区前，12月在山西离石、赵城一带曾进行整编，每旅2个团合编为1个战斗团。调第五战区时，每军在番号上仍为2个师、4个旅、8个团，但实际只有4个团的兵力，全集团军总兵力不超过2万人。）由于该部减员太多且装备低劣，无力组织大规模的进攻，因此令第125师的第737旅由界河进攻两下店，令第127旅的第575团挺进至邹县、曲阜间，在敌人后方进行游击袭扰。
2月14日，第737旅以第746团、配属地方抗日红枪会数百人担任主攻，以第745团占领铁路及郭山进行掩护。第746团命第3营对两下店实施夜袭。两次袭击均被击退。16日下午，又以第1、第2营实施强攻，以第3营为预备队。经激烈战斗，于傍晚冲入村中，占领了两座楼房。但在日军猛烈的火力袭击下伤亡过半，被迫于拂晓前突围，退至郭山。17日14时，两下店日军开始反击。在进行了反复争夺后，第737旅于18日退至香城、普阳山一线，与日军对峙。
奉命渗入敌人后方的第575团，在当地抗日武装及人民群众的积极配合、支援下，于2月11日进至曲阜以南的九龙山一带。14日，在邹县至曲阜公路两侧的小雪村、凫村附近，先后以伏击战消灭了两批日军，击毁汽车4辆，击毙日军第10师团少将军官1名、士兵30余人。15日，日军由曲阜、邹县对进合击。第575团东撤至距邹县约16公里的田黄镇，尔后返回滕县防地，归还建制。
庞炳勋的第3军团于1938年2月上旬从海州调至临沂，中旬集结、布防完毕。日军第5师团于1月4日攻占蒙阴、沂水，10日攻占潍县。同日日本海军登陆占领青岛。此时诸城亦为日军占领，第3军团未能实施攻势作战即构筑工事，向蒙阴、沂水、诸城方向警戒。
2月21日，