面对来势汹汹的日军第13师团，于学忠对淮河北岸防线做出了紧急部署。
51军一共约2.5万人，全都铺开在淮河北岸，自怀远至五河县的漫长防线。
其中，第113师周光烈部部署在蚌埠正面，小蚌埠至曹老集核心区域。
113师在防线内构筑纵深阵地，控制所有渡口。
同时将师属炮兵营部署在反斜面阵地，准备对渡河日军实施“半渡而击”。
第114师牟中珩部部署在临淮关至怀远段，他们的任务是巩固现有的阵地，同时与113师形成犄角之势，防止日军侧翼迂回包抄全军。
部署完毕，日军的进攻便轰然而至。
淮河北岸，战火滔天。
自2月3日起，日军第13师团对51军防线的猛攻就未曾停歇。
荻洲立兵将其主力集中于蚌埠至临淮关段淮河，企图从此处打开北进的通道。
连日来，日军野炮兵第19联队的重炮群将成吨的钢铁倾泻在北岸守军阵地上。
同时，日军九七式俯冲轰炸机轮番出动对淮河北岸进行轰炸。
九七式轰炸机由三菱重工生产，最大速度为 423千米/时，重量 3322千克，航程 1700千米，乘员 2人，载弹量 450千克。
其携带的大量的炸弹从空中坠落到淮河北岸阵地，试图将北岸阵地的一切工事夷为平地。
这招的确很奏效，北岸阵地的工事遭受了巨大打击。
炮火间歇后，日军工兵部队便在猛烈火力掩护下，于小蚌埠、怀远等关键渡口疯狂架设浮桥，组织漕渡。
步兵第116联队作为第一波攻击梯队，在坦克和重机枪的掩护下，多次发起强渡突击。
于学忠指挥第51军将士，浴血奋战。
他们执行着“前沿阻击、半渡而击”的战术，并不死守暴露的河岸，而是巧妙利用地形，待日军渡至河心或刚刚靠岸、队形混乱之时，集中所有机枪、迫击炮和步枪火力，给予其毁灭性打击。
淮河水多次被染红，日军的浮桥也被多次炸断。
然而，日军凭借绝对的火力优势和不顾伤亡的疯狂进攻，在经过数日惨烈无比的拉锯战后，终于在小蚌埠、曹老集等几处关键地段成功登陆北岸，并建立了初步稳固的桥头堡阵地。
这意味着中国军队赖以生存的淮河天险已被突破，战斗从理想的“半渡而击”转变为残酷的平原阵地防御战，守军失去地利。
第51军虽拼死反击，但兵力、火力均处劣势，未能将日军赶下河去。
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