海州，作为海兰线，是大西北、华北、鲁南、华东北部地区重要出海口，地理位置相当重要，自然战略地位极高。在印象当中，王栋记得，此地好像是被日军海军陆战队少量人马攻占的。
首先进入海州的，是牛满纵队，与换防之后，马上进行了巡查，了解防御设施等。为了加强该地区防御设施建设，王栋总司令特意掉后勤部几名工程专家，上百名富有经验的建筑施工人员，在当地雇请了数万民众，夜以继日的开始了大规模建设。
按照总司令建议和工程人员提供的建设计划，外海建设以连岛为中心，重点构建防空、控海工程。在岛上山区周围建立永固地下防御工事；核心工事之上，是中短程助防炮火工事，隐蔽在半山坡天然和人工洞穴中；再往山上有山顶防空机枪、高炮工事和远程海防炮工事组成。整个东西岛工事建成之后，将成为海州的重要屏障，海上的重要枢纽控鈅。外围防线从海边开始，共修筑三道。多以中短距离炮台、轻重机枪等碉堡类建筑群为主。群堡之间，有明暗两道连接通道互相沟通，高低起伏，错落有致，互为依角。
陆上防线，南起香河，北至红河，东接海岸线，形成一道环形防御体系。同时在各处制高点，原有防御工事基础上进行加固，改建，尤其是加大了防御纵深。
第二道防御工事，是以环线防御圈之内的各处山、岭、高地为依托，重点建设重型武器工事为主。工事火力既有可以攻击海上目标的远程重炮，又有防空为主的高射炮和支援周围防区的平射炮，山炮。更为重要的是第一批中的大部分捆绑式火箭弹，将安置在这些重要工事内，并派出专门作人员和守卫人员，进行管理。
中心防区，也是司令部所在地，在老城区南段的山区西北麓。将在老城基础上，沿着山势，进行扩建。预计新修的城墙比古城墙要低，但是更加适用于火力部署，更加有利于防炮火袭击和空中打击。
石臼所地区的建设，与海州大同小异。重点是加大纵深，在沿海有利位置，部署了大量面向外海和内陆的重武器工事，唯一缺憾就是缺少海上支撑。
作为两个前出基地的后卫，临沂地区的建设也在进行。在鲁南战役之前，少年军经营蒙沂城的基础上，重点进行的是重武器工事的建设。
整个鲁东南地区，以临沂城为依托，石臼所和海州港为前出基地，形成了一个锐利的三角，共同形成了一组可进可退，互为依托的牢固防区。
但是计划实施过程并非想象的那么简单。因为大规模建设，不仅需要大量武器装备作为支撑，还需要大量的建设材料作为基础。为此王栋总司令很是费了不少脑筋。
好在两个海港城市有着大量的建筑材料积存，如水泥钢材等码头上的存货，足够一个月建设所用，暂时解决了施工压力。然后，在加西亚等人的努力下，动员了省城等地的多家水泥制造厂商，提供优惠政策，改建扩建原来的老式建材企业，并进行生产和扩建，预计一个月后，多数中小型厂家就能开始生产。
但是王栋甚至，留给自己的准备时间并不多，估计到五月底，华东战事结束之后，鬼子就会腾出手来，对自己所控制的区域展开大规模进攻，所以建设必须要加快。经过与加西亚等人协商，只好大规模求助外援。
正在忙于建设，经过一段时间恢复之后，第五师团鬼子，因为不甘心兵败临沂城下，所以于三月下旬，重新向临沂发起进攻，再次遭到重创后退。
三月中旬，第十师团沿津浦路南下，进攻邹县、枣庄。尤其是枣庄保卫战打得尤其惨烈。当外线阵地先后沦陷的情况下，122师川军王铭章部，少量部队困守城内，与敌人开始了血战。战斗正在危急时刻，敌人后路遭到了少年军一部猛烈进攻，损失上千人之后，只好后撤邹县，与师团部会合。
三月下旬，第五师团主力（两次进攻临沂损失了将近两万人），在得到酒井旅团支援后再次对临沂展开强攻。
为了聚歼部分日军，减轻后续战事压力，王栋主动联系战区指挥部之后，逐次放弃外围防线，调集部分部队到外县隐蔽待命，城内只留下临沂保安一团、二团，第一师魏明亮旅，游击二纵队华梓延部两个团，有华梓延、魏明亮统一指挥，牵制敌人，自己率领特纵撤退至城西北；同时调集游击一纵队王大义两团，埋伏于东面凤凰岭一线；张自忠部主力进至城南沂水西侧；以外出藤县歼敌的特纵一部，设伏于城西北，担负警戒第十师团援军的任务。
经过一昼夜血战，第五师团残部和酒井旅团遭到重创，一昼夜进攻，损失了近两千人。最后，在数架飞机，几十辆坦克和装甲车掩护下，酒井旅团终于打开了南城门守军主动向城内和城墙两翼撤退，鬼子在装甲部队突击引领下，刚通过废墟，进抵南门内侧，连续的剧烈爆炸传来，数量装甲车，两辆坦克，以及后面尾随的上百名鬼子兵被炸，死亡殆尽。
主力汇聚到南城外面的日军，还没从爆炸中回过神来，一阵猛烈的炮火，从身后东南，西南两侧传来。不足十分钟，酒井旅团一线进攻部队就损失了数百人马。
三架敌机从东面海上飞临，向城南高地上的炮兵阵地扑去，一阵机枪扫射和炸弹轰炸之后，正要上升回转，地面山腰上突然一阵猛烈的炮火架高射机枪打击，两架敌机迅疾被击中，剩下一架急忙拉升，向东面海上逃跑，结果，遭到了近海地区，刚建成不久的游击一纵队野战炮兵袭击，很快被击毁。
地面进攻在嘹亮的冲锋号声中开始了，少年军、张自忠部从多个方向围上了陷入城南战场的酒井旅团。经过两个多小时激战，酒井旅团，在进攻东门的五师团残部拼命救援下，向城东北方向逃离。
刚脱离后面追击，正要缓口气的鬼子残军，突然被一阵地动山摇的马蹄声震惊，急忙扔掉重装备，向北逃窜。铁头率领的骑兵旅两个主力团，以排山倒海之势，向鬼子残部扑去，一直追击歼敌十多公里，才收兵向东南莒县撤退。
除了将完好的卡车、装甲车、坦克车开走，王栋命令，将其余所有战场上鬼子遗留武器装备等交由张自忠部队处理，张将军自然感激不尽。
命令华梓延等抓紧修复城池漏洞之后，王栋率领主力部队，向南面移动，准备从后背，堵截在台儿庄地区血战之后，逃窜出来的另一只敌军，由青岛赶到的坂本支队。
为减轻第五师团和酒井旅团压力，3月25日，第十师团沿津浦路继续南下，进攻至台儿庄外围阵地，孙连仲部以31师守中央主阵地，30师、110师在左翼，27师独立44旅在右翼，布开口袋阵，决定死守台儿庄。与此同时，战区命令汤恩伯部在外围运动，配合作战。
3月27日，蒋介石带着军委会高参白崇禧、林蔚等人亲临徐州督战，又将刚刚到手的155巨炮团，调往徐州前线，支援作战。
3月28日，战区命令对台儿庄的日军进行合围。
华北日军强令坂本支队朝台儿庄地区进攻，配合第十师团作战。月底，第2集团军，增援台儿庄，到四月初，将坂本支队、濑启谷旅团包围。坂本支队发现情势不妙，马上命令部队向北突围。而重围当中的濑启谷也感到了危机，下令部队突围，结果遭到周围十数万部队扫荡围歼。
当坂本支队突出重围，到达枣庄东南峄城附近，刚松了一口气，被少年军和101军第一师主力迎头痛击。经过将近两小时血战，坂本指挥部队向西突围而去，临近枣庄，正放下心来，两侧突然出现数千骑兵部队。结果人困马乏、武器弹药耗尽的坂本残兵，再次受到毁灭性打击，完好的被接应逃到城内的，不足两千人。
4日7日，五战区李长官下令所有参战部队，全力扫荡日军残余，结果日军被先后消灭超过16000人，中队取得了抗战以来最大规模的一次局部战役，台儿庄大捷。
趁敌人兵力不足，加上惨败之际，王栋急电建议战区：马上发动大规模攻击，围歼鲁南、鲁西鬼子孤军；同时加强南线防守兵力，陈兵淮水沿线，阻敌北援。
得到总裁许可和勉励，第五战区马上开始了大规模进攻行动，一鼓作气，将北路敌军赶到了济南泰安等孤城。遗憾的是南线防御薄弱，被鬼子突破淮水防线，近徐州；华北日军，也在大本营命令下，调集重兵，南下。同时传令所有在中国的部队，不惜一切代价，发动徐州会战，一定要在徐州捕捉到华军主力，予以围歼。为此，动员华北方面军，华中派遣军的主力，投入这场战斗。同时还下令关东军派军支援，又紧急派遣大本营的作战部长桥本群少将，率领参谋本部的参谋军官，在济南成立大本营派遣班，进行作战协调的工作。
蒋介石在山西南部发动华军的牵制作战，使得华北方面军山西的部队无法抽调。
日军派出主力第十八师团，配合关东军的第三，第十三混成旅团，沿津浦路的济宁南下，进攻徐州西部。114师团抵达之后，接防第十师团，由第十师团残部，参加第十八师团围堵华军西方撤退的通路。
5月中旬，日军第十四师团从濮县突破黄河天堑。接着第十四师团（师团长土肥原贤二），由荷泽渡黄河，准备在远方截断陇海路向西的交通，又分兵占领荷泽。
华中派遣军第十三师团，在得到第九师团支援后，强渡淮河，北攻徐州，主力经由宿县，扑向徐州西方的陇海路要地砀山，准备与华北方面军主力在此会师，以达到切断华军西撤通路，另外又派第三师团以及两个支队北上，直徐州。
之后不久，日军派出陆战队两千人登陆连云港，企图对徐州进行三面包围。为保存有生力量，总部决定放弃徐州。5月17日五战区主力开始西撤，长官部命令张自忠，刘汝明部队断后，刘汝明在萧县地区，设下伏击，重创了鬼子第九师团。5月19日，十三师团攻入徐州空城，徐州沦陷。