蒋介石原以为大军压境，直鲁联军不堪一击，在徐州前线云龙山上设总指挥部，亲自督率三路兵马前进。直鲁联军施用诱敌深人的古老战法，蒋军误以为敌人溃退，长驱直入，拼命追击，结果落人圈套，被孙传芳、张宗昌指挥的直鲁联军集中兵力打得落花流水，全面溃败。[5]
蒋介石在慌乱中率先逃回南京，各军失去指挥，纷纷溃退，从徐州一直退到浦口，全程700余里，成为北伐出师以来最大的一次溃败。蒋介石亲自指挥反攻徐州，原来希望能够“反败为胜，一振威望”，结果事与愿违，落得个铩羽而归，威信扫地。
战败自然需要有人为此负责，可是罪魁祸首蒋介石是当时南京政府的首脑，怎么会处罚自己呢？自然是需要一个替罪羊，于是找上了北伐战争中颇有战功的王天培。
在徐州战役中，蒋介石意图一举拿下徐州，下令所有预备队调入一线作战，轮番强攻徐州。不想这正中了孙传芳的圈套，北洋军阀依仗坚墙高垒，敞开徐州门户任你消耗有生力量。王天培第十军三入徐州而不得，已露出危险的端倪。
眼看时机已到，孙传芳终于下令反击，突然从右翼突出一支精锐，直扑第十军指挥部所在地卧牛山。第十军急忙调兵阻击，无奈部队早已在连续攻城中锋芒尽折，心有余而力不足。战至下午，第十军节节败退，不得不撤退至霸王山一线。
王天培一退，徐州城压力顿减。孙传芳传令，全线向南压迫。由于蒋介石将预备队都调上了前线，一旦被敌突破，后继无援，一时全线崩溃。
