台儿庄大捷，又称台儿庄战役、鲁南会战或血战台儿庄。台儿庄战役的起止时间有几种说法，一般认为从1938年3月16日开始至4月15日结束。战役由滕县战斗、临沂附近战斗、台儿庄战斗和日军的溃退，中国军队的追击作战等部分组成。
在历时1个月的激战中，中国军队约29万人参战，日军参战人数约5万人。中方伤亡约5万余人，毙伤日军约2万余人（日军自报伤亡11984人）。
它打击了日本侵略者的嚣张气焰，坚定了全国军民坚持抗战的信心。这次战役鼓舞了全民族的士气，改变了国际视听，消灭了日本侵略者的威风，歼灭了日军大量有生力量。此次大捷是中华民族全面抗战以来，继长城战役、平型关大捷等战役后，中国人民取得的又一次胜利，是抗日战争以来取得的最大胜利，也是徐州会战中国民革命军取得的一次重大胜利。
战役由李宗仁、白崇禧、孙连仲、汤恩伯、张自忠、田镇南、关麟征、池峰城、王铭章等抗日将领指挥。战役期间，中国抗战最高统帅蒋介石曾三次赴徐州视察、督导、调配兵力，其中第一次，蒋介石在台儿庄战斗最激烈的时刻亲赴台儿庄南站观战，并亲自勉励池峰城，前线将士因而士气大振，大大增强了前
1937年12月，侵华日军矶师团沿津浦铁路侵入山东，当月23日渡黄河威逼济南。国民党驻济南第三集团军韩复渠部不战而退。日军遂长驱直入。与此同时，日军另一支精锐部队板垣第五师团于1938年1月12日由青岛崂山湾、福岛登陆，沿胶济铁路西进，经高密至潍县转南，循诸城、莒县一线进迫临沂，企图与矶谷师团会师台儿庄，南犯徐州。台儿庄遂成为日军会师的交汇点。台儿庄是枣庄地区的一个重镇、山东的南大门、徐州东北的重要门户，向东北经临沂与鲁中连接，向南有铁路与连云港、徐州相通，运河南通沪杭，北上京津，历为兵家必争之地。中国军队欲保卫徐州、阻止日军南下，必将台儿庄作为战略要地。这样，一场大规模的会战在台儿庄爆发了。
会战首先在临沂、滕县拉开序幕。1938年2月下旬，日军板垣师团逼近临沂。3月12日下午，李宗仁调遣第五十九军张自忠部急行军到达临沂，与庞炳勋部同时出击。经过连续五昼夜的激战，日军全线撤退，逃至40公里外的莒县。此战于18日结束，中国军队打死打伤日军2000余人。
临沂一战，中国方面以装备极差的所谓“杂牌部队”击败了装备精良、号称大日本皇军中最优秀的板垣师团，彻底粉碎了板垣、矶谷两师团拟在台儿庄会师的计划，造成台儿庄血战时矶谷师团孤军深入、为中国军队所围歼的契机。
日军板垣师团侵犯临沂的同时，矶谷师团于3月14日拂晓自邹县发起攻击，15日晚围困滕县城，并亲临城中心的十字路口指挥战斗。将士们拼死阻击，但终因伤亡过多，弹尽援绝，17日下午5点，南门、西门和东关相继陷落，师长王铭章在指挥战斗中不幸中弹牺牲。18日中午，滕县城落入日军之手，中国守城官兵全师殉城。滕县之战，中国军队以7000之兵对付日军数万之众，坚守三昼夜，死伤师长王铭章以下5000余人。中国军队以寡敌众，不惜重大牺牲，阻止日军南下，延缓了日军南侵台儿庄的日期。
当滕县城守军告急之时，第五战区司令长官李宗仁命第二集团军孙连仲部星夜急行军到台儿庄布防。3月24日清晨，日军以猛烈的炮火轰击台儿庄防御工事，随后步兵以坦克为前导，向台儿庄步步进逼。中国军队在无坦克和平射炮的情况下，与日军短兵相接，展开肉搏战，使日军的大炮坦克无法发挥作用。日军猛攻三昼夜，占领了台儿庄围寨的东北角，双方展开了激烈的巷战。至此，中国守军已伤亡过半，渐有不支之势。战斗持续到4月3日，中国方面第二集团军的将士伤亡达70%，2/3的阵地已为日军占领。台儿庄防守指挥官第三十一师师长池峰城认为，如此下去，必致全军覆没，遂向第二集团军总司令孙连仲请求将余部暂撤退至运河南岸。孙总司令电话请示李宗仁司令长官。李宗仁深知台儿庄之危，即严令外围的第二十军团汤恩伯部迅速南下夹击日军。三令五申之后，汤军团仍在抱犊崮东北姑婆山区逡巡不进。最后，李司令长官训诫汤恩伯军团长，如再不听军令，致误戎机，当照韩复渠的前例严办。同时，电话命令孙连仲总司令：“敌我在台儿庄已血战一周，胜负之数决定于最后五分钟。”日军血战经旬，已精疲力竭，数日来为日军占领的台儿庄阵地，又被中国军队一举夺回3/4.日军死伤无数，退守北门。黎明时分，台儿庄北面炮声隆隆，汤恩伯军团已于日军背后出现。日军撤退不及，陷于重围。4月6日深夜，中国军队对日军发起总攻。战至清晨3点，日军全线溃败，矶谷师团长率残兵万余突围，窜往峄县，闭城死守。至此，台儿庄会战以中国军队获全胜而告终。
台儿庄会战，日军死伤2万人以上，坦克车损失30余辆，大炮被缴获50余门，为日本新式陆军创建以来第一次惨败，台儿庄会战也是中国军队抗日战争以来的一次空前胜利。