中方傷亡：

1，龐炳勛第3軍團

截至3月26日，龐部已傷亡殆盡，龐炳勛致蔣介石密電稱“總計戰斗兵，現不滿千人”。結合徐祖貽致李宗仁電“龐軍兵力損失過巨…已失戰斗力”，即便考慮到龐有保存力量夸大傷亡的因素，按龐部戰斗兵萬人計，亦可約略看出龐部傷亡當在8000人以上。

2，張自忠第59軍

劉景岳和于麟章在回憶文中稱，該軍在最初三天（3月14、15、16日）的激戰中，大量斃傷日軍，但自身“傷亡也不下六、七千之多”。顧相貞證實此說，至17日晨，該軍統計傷亡人數，“第三十八師自投入臨沂戰役以來，傷亡近四千人，第一八0師也傷亡了二千余人”。《山東省志.軍事志》采信此說，稱“至17日，（第59軍）傷亡7000余人”。郭汝瑰《中國抗日戰爭正面戰場作戰記》一書亦采信此說，稱“至17日上午，第59軍已傷亡6000余人”。迨至21日臨沂戰役第一階段結束，于麟章稱“傷斃敵軍約六千人…我軍傷亡人數也在八千人”，顧相貞稱第59軍“傷亡官兵近九千人”。第59軍戰斗詳報則證實了此數據，24日，再次增援臨沂的第59軍在城西北一帶集結時，全軍可戰之兵僅有1.3萬人，而該軍一戰臨沂前卻有戰斗兵員2.1萬人，減員8000。

通過下屬單位的傷亡也大略看出第59軍傷亡之慘重。原第38師第113旅旅長李致遠在回憶文中稱，僅在15-18日的劉家湖戰斗中，“第二二八團原有兩千余人，損失半數以上；第二二四團也傷亡近半數。”從3月14日至19日，59軍成建制戰死者計有第26旅第678團（團長崔振倫，在進攻朱陳鎮戰斗中，該團另有一營人犧牲過半）第2營，第113旅第226團第6、10連，114旅227團第12連。時任第59軍軍部參謀處作戰科少校參謀的王丕廉在回憶文中稱：“經過三晝夜的激烈戰斗，我方僅連長就傷亡一百余員，士兵傷亡五分之二”。

考慮到第59軍傷亡過重，早在3月16日，徐祖詒即建議該軍撤出戰斗，轉往郯城修整，被張自忠拒絕。

第2次臨沂戰役后，于麟章稱第38師“減員萬余人” ，張自忠遂決定將該師合并編成一個旅，約千人，歸軍直接指揮。據180師39旅參謀長楊遇春回憶文稱，該旅“只剩下200多人，其余3000余人皆傷亡。”楊作為旅參謀長，提供的本旅戰斗傷亡人數數據應該是可信的。

關于第59軍兩次臨沂戰役的傷亡，張自忠本人在3月29日4時致李宗仁電也曾透露，“傷亡達萬余人”。這個數據彈性很大，不少著述干脆直接引為1萬人。不過，通過相關資料來推算，第59軍的傷亡要遠超過1萬人。

3月25、26日張部第38師在解救龐炳勛部的三官廟、桃園之戰中，傷亡2000余人；又張自忠29日4時致電李宗仁稱，27、28兩日以來傷亡兩千余人。二者合計就是四五千人。另據劉景岳、于麟章回憶文章稱：“先后兩次臨沂作戰，我（59軍）傷亡各級官佐八百余員，士兵萬人以上。”如果參照張自忠19日14時致李宗仁電中所列官、兵傷亡比例：傷亡軍官209人、士兵3273人，則第二次臨沂戰役結束時張部軍官傷亡800余，士兵傷亡應在13000人左右。

這樣，第59軍在兩次臨沂戰役中傷亡數約在1.3萬-1.4萬之間，加上在淮河阻擊戰中傷亡的2000人，整個臺兒莊戰役，第59軍傷亡約在1.5萬人以上。

3，孫震第22集團軍

張宣武在回憶文中稱：“第四十一軍守城部隊自第一二二師師長王銘章以下傷亡5000余人，在滕縣以北界河、龍山一帶作戰的第四十五軍，自一二七師師長陳離以下傷亡亦達四五千人。這次戰役，共斃敵2000余人。”41軍124師741團第2營營長熊順義也稱，從3月9日至18日，川軍保衛滕縣“犧牲、負傷萬余人”，其中第45軍“從一二七師師長陳離、一二五師七五0團團長姚超倫（原文誤，應為745團。750團團長為陳士俊-筆者注）以下傷亡的營、連、排長等官兵四五千人。”

能證實上述數據的還有李宗仁3月21日致蔣介石密電，稱第22集團軍在滕縣之役中“傷亡官兵不下萬人”。

而第22集團軍代總司令孫震在滕縣戰役戰斗詳報中卻稱“是役…我陣亡官兵3000余人，負傷官兵4000余人；四十一軍占傷亡總數四分之三。”時任該部少將參謀處長胡臨聰在回憶文中也稱，滕縣戰役守衛滕縣城與外圍的第22集團軍共傷亡8000余人（陣亡五千余人，負傷三千余人）。

但通讀孫震戰斗詳報全文，戰役起止日期為3月9-17日，且主要是敘述14-17日的滕縣城戰斗。胡臨聰文章類似。孫、胡的數據顯然未含3月9日之前第2集團軍傷亡，而該集團軍第45軍早在1938年1月即已入駐滕縣并與日軍發生過數次戰斗，如在2月中旬的郭山、兩下店戰斗中，第125師第750、745兩團即傷亡約千人。

因此，第22集團軍在整個徐州會戰前期總傷亡在萬人左右，還是較接近實際的。

4，湯恩伯第二十軍團及臨時配屬部隊傷亡

在3月16、17、18日最初三天的作戰中，僅第85軍2個師即“陣亡營長三員，傷二員，傷團長一員，傷亡連排長廿余員，士兵二千余人。”同期在沙溝阻擊日軍的關麟征部第2師第6旅傷亡不詳，但李宗仁在19日致蔣介石密電中曾說：“我（第6旅）第十一團傷亡甚大”。

在3月31日臺兒莊東北方戰斗中，第85軍與第52軍夾擊坂本支隊，予敵重創，“五十二軍與八十五軍各傷亡1300余人”；4月3日，第20軍團突破坂本支隊所據之小王莊、劉莊等陣地，并與敵發生肉搏戰，“第85軍第4師兩日來傷亡約千人”。

湯恩伯4月6日晨致電李宗仁：“（臺兒莊）當面之敵經我關（麟征）、王（仲廉）、周（碞）各軍徹夜猛攻，肉搏十余次，斃敵三千余人，俘獲正在清查。我軍傷亡亦大。”湯的電報內容雖未指出所部具體傷亡數字，但從當時中日兩軍戰斗力及“我軍傷亡亦大”一語來推測，湯部傷亡即便比敵方少，也應該不會差距很大。

湯部部分將領的回憶文章中有所部整個徐州會戰期間的傷亡數據，而未提階段戰斗傷亡。第110師在徐州會戰后到達河南唐河整編時，只剩下一個旅的兵力，“在這次會戰（指整個徐州會戰）中傷亡了五千余人。”自3月中旬開赴魯南以來，經過一個多月連續不斷的作戰，第52軍兩個師都有很大傷亡，特別是鄭洞國第2師，“有作戰能力的官兵，已不足原來人數的一半。”其中，第2師在臺兒莊戰役期間的嶧縣北大窯附近戰斗最為激烈，敵我雙方一度展開白刃戰，第2師多處陣地曾數度得而復失、失而復得，是役敵我都有很大傷亡。師長鄭洞國甚至在3月30日上午攻打嶧縣城東一帶時，被敵炮彈擊中，只因彈片為其衣袋內銀元所擋，鄭才幸免傷亡。

以上相加，湯恩伯第20軍團及臨時轄屬各部總傷亡在萬人左右，應該不會夸大。

5，孫連仲第2集團軍

早在4月5日晨，李宗仁即致電軍令部：“廿七師現僅余戰斗員約二千名，卅一師一千四百余名”，另，臺兒莊守軍6日傷亡亦“在二百名以上”。至日軍從臺兒莊退卻時，第30師師長張金照稱所部“全部兵力只剩下四千多人”。也就是說，臺兒莊戰役結束后，第2集團軍所轄第27、30、31三個師所余戰斗員僅七八千名左右，加上獨立第44旅，最多也就在萬人左右。該集團軍損失應在1.4萬人以上。

6，其他部隊傷亡

池淮阻擊戰中，劉士毅第31軍、于學忠第51軍合計傷亡近6000人，孫桐萱第3集團軍之谷良民第56軍（1938年3月縮編為第22師，隸屬孫桐萱第12軍）參與的濟寧戰役，“自進攻到退卻，歷時約半個月，我軍傷亡約2000余人，但亦予敵以重創。”

綜合以上，在徐州會戰期間，中國軍隊傷亡合計約6.5萬余人。

日方傷亡：

1，池淮阻擊戰

自1938年1月24日起至30日，在歷時7晝夜的池河之戰中，第31軍殲敵近2000名，其中在池河真殲敵三四百人；在三河集、馬家崗兩處殲敵二三百人；在明光方面殲敵約千余人。

第31軍自池河撤退后，于2月上旬配合第48軍對劉府、考城、蚌埠之敵攻擊，“經劇烈戰斗之后，斃敵千余”。

2月2日至20日的淮河阻擊戰，于學忠率領的51軍與企圖渡河日軍第13師團殊死鏖戰，殲敵數千（一說3000，一說9000）。

日軍傷亡約6000——1萬人。

2，滕縣戰役

孫震在戰斗詳報中稱“是役斃傷敵軍官佐320余員，擊斃士兵1500余名，擊傷士兵5700余名。”]以川軍武器裝備而言要取得如此戰果，是不可能的，且當時進攻滕縣之敵亦不過數千人，若孫震的數據屬實，無疑是全殲日軍。孫的殲敵數據顯系夸張。

第122師代師長王志遠在戰斗詳報中稱所部“擊斃敵共約千余名”，第124師370旅旅長呂康稱所部“斃敵約七八百人”，372旅旅長曾甦元稱所部“斃敵寇約六七百人”，三者相加，與張宣武所說的“這次戰役，共斃敵2000余人”相近，但應為斃傷而非擊斃日軍數據。

加上3月9日之前第45軍殲敵數，則日軍在整個滕縣戰役中傷亡不下2500人。

3，兩次臨沂戰役

第一次，截止到3月19日，張自忠致電李宗仁稱，臨沂戰場“敵（日軍）傷亡達四千余名”。而一些著述如韓信夫《鏖兵臺兒莊》則認可“此次臨沂作戰，殲敵3000余人”。

第二次，截止到3月31日，中國軍隊共殲敵2000余人，俘虜1人。

自3月14日至31日，前后兩次臨沂戰役，日軍傷亡應在5500人以上，加上之前龐炳勛部與沈鴻烈海軍陸戰隊殲敵數，日軍傷亡應不下6000人。

4，臺兒莊戰斗

中共《新華日報》1938年4月7日、8日報道殲敵萬余人；日方數據為傷亡11984人。史界如孔蘊浩先生則認同《新華日報》數據，認為臺兒莊一戰中方“取得殲敵萬余人的戰果”，而整個魯南地區，“日軍死亡的人數超過16000人”。

5，其他局部戰斗

包括第20軍團在臨城、官橋、棗嶧等地，第3集團軍在汶上、濟寧、兗州等地戰斗，日軍損失2000人左右。

綜合以上所列，日軍在徐州會戰中傷亡在2.6萬人以上。