5月16日，李宗仁下达了突围命令，显然李宗仁的威望和指挥才干远远超过唐生智，徐州突围组织得非常好，各部队兵分五路分别向豫、皖边界山区突围，且战且退，相互掩护，阵形不乱，秩序井然地向西、向南撤退。
李宗仁率长官部直属部队700余人，是较晚撤出徐州的，乘夜色经宿县、蒙城，冲过日军包围圈顺利到达潢川。最后留守徐州担负断后任务的刘汝明68军，先是摆出一副死守的样子，然后突然撤退，途中还在萧县一带杀了个回马枪，伏击了追击的日军第9师团，给予日军不小杀伤，最后也顺利跳出了日军的合围。
5月19日，日军占领了已是一座空城的徐州，围歼中国军队主力的计划完全落空。
保存有生力量才是上策
虽然徐州最后还是被日军占领，但是在这次会战中，前有消灭日军一万余人的台儿庄大捷，后有数十万大军顺利突围的徐州撤退，应该说是虽败犹荣。特别是会战后期，一旦发现日军有围歼徐州主力的企图，从最高统帅部到战区司令部，都能果断决定弃城突围，这一点比起南京保卫战时，实在是进步很多。单纯从军事角度来说，徐州可能比南京还要重要，但这时中国军队已经非常清楚"存人失地、人地皆存"的道理，保存有生力量才是上策。
