徐州决战的第一个战场是贾汪镇。
贾汪镇是徐州城东北部最后的屏障，日军第10师团在占领台儿庄、越过大运河后一路冲杀向徐州城，继而在贾汪镇遭到迎头痛击，因为第10师团对面的中国军队是蒋纬国带到徐州战场上的南京军（原两万人，被抽走一万人），另有马家军暂编第2骑兵师的五千骑兵和汤恩伯部第20军团的三万五千兵力协同作战。第10师团自称“帝国陆军第三王牌”、“皇军之花”、“无敌师团”，虽然经历台儿庄惨败，但台儿庄惨败反而刺激得该师团上下红眼，并且该师团卷土重来前得到大批精锐老兵、大批汽车坦克火炮的补充和加强，因此该师团的战斗力是毋庸置疑的，师团长矶谷廉介中将更是口出狂言“三十万支那军也挡不住我的第十师团”，然而，该师团在贾汪镇却遭到了更胜于台儿庄的强大阻击。血战十天十夜，该师团死伤上万人，却始终被挡在镇子外，矶谷中将在暴怒欲狂且恼羞成怒之下，以师团长之“尊”，亲自率队冲锋，结果，日军的攻势不但再次被击退，矶谷中将还被守军一名狙击手一枪命中胸口，险些丧命，当时正好有一个日军跑过矶谷中将前面，那颗子弹打穿了那个日军，继而打在矶谷中将左胸第三根肋骨上，几乎打断了肋骨，子弹卡在骨缝里，根据医生的说法，“如果这根肋骨被完全打断，子弹就会直接打穿师团长阁下的心脏，幸好子弹已经没有余力了”。
昏迷两天后苏醒过来的矶谷中将的第一句话是：“查清楚了没有？贾汪镇的支那军到底是哪一股？”
师团参谋长梅村笃郎大佐回答道：“查清楚了！贾汪镇的支那军是敌中央军第20军团、马家军暂编第2骑兵师以及原属于小西北军杨虎城部的第117师。”
矶谷中将反复地思索着：“那个第117师只是杂牌军，骑兵师不能打防御战，挡我部者就只是汤恩伯的第20军团了！不可能！我在台儿庄跟汤恩伯打过交道，此人虽然还算能打，但他不可能如此勇烈刚悍，这到底是怎么回事？”
打得第10师团寸步难进的国军部队正是被矶谷中将在一开始就排除掉的第117师。
正在贾汪镇参战的南京军部队用的番号是第38军第117师，该师跟同军的第17师一样，都已经快打光，都被蒋纬国“废物利用”，贾汪镇的南京军是以第117师官兵的身份参战的，前来贾汪镇督师观战的李宗仁说道：“...敌军漫山遍野而来，恶浪滚滚席卷，其势排山倒海，近乎不可阻挡，我等不由为之手捏冷汗，但却见守军（第117师的南京军官兵们）毫无惧色，阵地不动如山，阵前血涌尸垒，枪炮如雷、杀声震天，硝烟蔽空、日月无光，守军有进无退，顽强如石、凶猛如虎，人人奋勇、个个敢死，视之不得不令人热血澎湃、热泪盈眶。”背后，李宗仁对徐祖贻感慨地道“老蒋若给我二十万南京军，我保证能把这场徐州会战打得全胜”。
南京军的战斗力已是无需多言的，第一次亲眼看到南京军打仗的国军其他将领无不为之艳羡惊叹甚至自惭形秽。第20军团的核心部队是汤恩伯在淞沪会战期间担任师长的第4师，该师此时的师长陈大庆是汤恩伯的心腹，看到南京军打仗后，陈大庆赞不绝口：“中华军队就该如此！真正的中华军队正应如此！这才是真正的中华军队！以前一直以为南京军只是靠南京城的坚固工事和用不完的精良武器才在南京打得日军一败涂地，现在我才知道，南京军靠的是比日军更狠的那股气势、更强的那股精神。南京军从上到下都不怕死，在看到日军后，不需要长官讲话进行鼓动，不需要大洋钞票的悬赏，士兵们就争先恐后地冲上去跟日军拼命，根本就不怕日军。我问过一个南京军的营长‘你们真的不怕鬼子’，那个营长好像听到非常滑稽的话一样满脸不可思议地对我说‘你开什么玩笑？我们怎么会怕鬼子？是鬼子怕我们！’南京军一个团甚至一个营都敢于对日军一个联队发动反冲锋，这种从骨头里迸发出的大无畏气概，确实令我等望尘莫及。在老矿区，南京军一个团先跟日军一个联队干，双方都杀红眼，南京军寸步不退，日军也寸步不退，随后日军那个联队又得到一个大队援兵，但南京军那个团毫不畏惧，继续跟日军拼杀，该团官兵几乎不睡觉，一边吃饭喝水一边开火，血战了一天一夜，日军那个联队撑不住了，准备撤退，没想到只剩一千多人的南京军那个团居然对人数是他们近两倍的日军发动了反冲锋，以不死不休的劲头一路追杀日军，好像自己已经活腻了，非要跟日军拼个鱼死网破不成，连续打了三天三夜，日军那个联队完全被打垮了，被歼灭了四千多人，而南京军的这个团也从参战前的三千多人打得只剩三百多人，最后承担指挥全团任务的居然是一个连长，问他‘团长呢’，他说‘带头冲锋，重伤’，‘副团长和团参谋长呢’，‘都带头冲锋，都阵亡了’，‘三个营长呢’，‘两个带头冲锋，阵亡了，一个受伤，抱着手榴弹跟两个日军同归于尽了’。我不得不感叹，伟哉！壮哉！这才是真正的中华军人！”
汤恩伯的参谋长张雪中在观看南京军阵地后也称赞不已：“南京军既善攻又善守，并且他们经过南京战役后在如何打防御战这方面已经是炉火纯青的高手了，构建野战防御工事时完全是行家水准，贾汪镇本来没有防御体系，但在短