梅悦海走后，白飞便一心扑在部队的训练培训之上。
时至2月下旬，山东战场日军第2军开始分路南犯。东路第5师从山东潍县南下，连陷沂水、莒县、日照，直扑临沂。第3军团第40军等部节节抵抗。第59军奉命驰援，3月12日到达临沂北郊的沂河西岸，协同第40军实施反击，激战5昼夜，重创日军，迫其向莒县撤退。西路日军第10师长濑支队从济宁地区西渡运河，向嘉祥进攻，遭第3集团军顽强抵抗，进攻受挫；濑谷支队沿津浦铁路南进，3月14日由邹县以南的两下店进攻滕县。守军第22集团军第41军英勇抗击，伤亡甚重，苦战至17日，该军守城的第122师师长王铭章殉国，滕县失守。
日军占领滕县后，骄狂之极，直扑台儿庄。日军兵力4万余，坦克车七八十辆，山野炮和重炮百余门，并以大批飞机助战，3月23日，冲到台儿庄北泥沟车站。24日凌晨，日军以猛烈的炮火轰击台儿庄防御工事，随后以坦克为前导，冲进城内。台儿庄一带宅室多为石头建筑，故每一房屋皆为一堡垒。守军据房为垒，至死不退。日军猛攻三昼夜。与守城将士发生激烈巷战。
同日，蒋介石即赴徐州视察督导，3月27日，当日军增兵鲁南，战事趋向激烈的时刻，蒋介石亲赴前线车辐山车站，并去台儿庄南站观战。
李宗仁劝阻说，委员长之安全系全国长期抗战之成败，万万不可在此久留。
蒋介石说，王铭章师长与全师在滕县壮烈殉城前，我痛惜未曾与之谋面，今池师长又将及生死关头，我既来此，不可却步。
蒋介石在李宗仁、白崇禧等人的陪同下去台儿庄南车站会见了池峰城，蒋拉着池的手说，你的长官说你是忠勇、精干兼备之人，今天看来此言不虚。
池峰城激动的不行，说道：我师绝对战斗到底，与阵地共存亡，以报国家，以报委座知遇之恩。蒋对池嘉许、勉励一番，挥手告别。
蒋介石返回时留下副参谋总长白崇禧、军政部次长林蔚，军令部第一厅厅长刘斐、高级参谋王鸿诏组成参谋团，在徐州协助李宗仁指挥作战。
战斗持续到4月3日，台儿庄守城将士伤亡已逾十分之七，三分之二的阵地己为日军占领，守军将士仍据守南关一隅，拼死不退。日军再次调集重炮、坦克猛轰、猛冲。李宗仁一面下令坚守，一面急令汤恩伯军团火速南下增援。次日黎明时分，台儿庄北面炮声隆隆，汤恩伯军于日军背后出现，日军撤退不及，陷入重围。
李宗仁即令守军全线出击，一时间杀声震天，血战旬日，敌军己成强弩之末，狼狈突围逃窜。除一部分突围至峄县城固守待援外，日军遗尸遍野，坦克车被毁30多辆，遗弃的各种车辆、弹药、马匹遍地皆是。台儿庄一役连同徐州南北各战场共歼灭日军16000余人，各种物资弹药缴获无算。
台儿庄大捷的消息传回之后，蒋介石立刻发布号外，同日，武汉举行了热烈的抗日胜利大游行活动，数万人走上街头高呼抗日口号，场面非常宏大。“”白飞等身为宪兵，也被派出去维持秩序。
这时，蒋介石却做了一件蠢事，他再一次被胜利冲昏了头脑，打算速战速决，又增兵20余万集结于徐州附近，准备再次聚歼日军。然而日军却改以部分兵力在正面牵制，主力迂回西进，打算从侧后方包抄徐州，歼灭国军主力。
日军第10、第5师团分别从枣庄和临沂西北南进，对守军第2集团军和第20、第3军团及第27军团第59军实施牵制性进攻。守军顽强抗击，将日军阻止在韩庄、邳县和郯城一线。
日军开始从南北两个方面向徐州西侧迂回包围。在南面，第9、第13师从蚌埠地区分别沿北淝河、涡河西岸北进。至13日，蒙城、永城相继被攻陷，日军遂向萧县、砀山进攻；第3师由蚌埠进入大营集地区，向宿县进攻。在北面，第16师由山东济宁渡运河，至14日，连陷郓城、单县、金乡、鱼台后，向江苏丰县、砀山推进；第14师从河南濮阳南渡黄河，陷山东菏泽、曹县后，直插兰封（今兰考）；同时，第10师将韩庄、台儿庄地区的作战交由第114师接替后，在夏镇附近渡过微山湖，向沛县进攻。
5月中旬，前方越来越惨烈的战报不断传到蒋介石的案前，徐州突然面临的严重危机，使他那因台儿庄的胜利冲得有点晕乎乎的大脑一下冷静下来。蒋介石突然意识到：日军的意图是要围歼徐州中国军队主力。便立即叫来何应钦、白崇禧、陈诚、封裔忠等人一块研究策划。日军的企图已经暴露，再死守徐州已不现实，何应钦等人亦主张赶紧突围。蒋介石决定放弃徐州，遂向李宗仁的口授电令令其部力避决战，撤离徐州，火速突围。
5月16日，第五战区下达撤退命令，徐州数十万大军，便依次朝西向豫皖山区撤离。日军阻一处，中国军队冲一处，无所不破，大军向河南南部及湖北北部集结，各路都相继冲出重围。留守徐州城的刘汝明部在萧县一带伏击日军第9师团，对日军造成近500人伤亡。日军见中国军队大部已走，企图于徐州城围歼刘汝明部。刘汝明佯作死守，及见各路大军撤尽，根据蒋介石的命令，放弃徐州城，巧妙地跳出日军数十万大军的重围，得以安全转移。敌军不但没有击溃刘汝明部，甚至连一个上尉也没有捉到。
日军耗费数月，精心布局，不料死伤近两万余人，却得到了一座空城。刚刚取代华北方面军指挥官西尾寿造的东久迩宫稔彦和华中方面军司令官畑俊六气的不行，严令部下向西追击。
顺便说一句，1938年2月，由于华中派遣军在原司令官松井石根的率领下，在侵占南京等地后，制造了震惊世界的大屠杀，迫于国内外的舆论压力，日军大本营不得不撤回松井石根，由畑俊六接任华中派遣军司令官。
当然，这都是后话。此时蒋介石正忙着调兵遣将，打算与日军在徐州决战呢。
白飞知道蒋介石意图后，曾上鸡公山劝说过一回，但蒋介石却听不进去。白飞叹口气后，不再相劝，只是回去之后，加紧训练部下，他知道，估计战事马上就要来了。
果不其然，5月20日，白飞接到命令，与次日率军前往开封督战，负责掩友军撤退，并阻敌与兰封归德一带，确保商丘以西的陇海线、郑州以南的平汉线铁路安全。