日軍在占領徐州之後原來計劃沿隴海線直取鄭州，再從鄭州沿平漢線南下攻取武漢，按照這一路線沿途基本都是平原，極其適合機械化程度較高的日軍行動。如果日軍沿這一路線進軍，中國軍隊防守武漢就將非常困難，廣闊的平原地區，便於日軍發揚其火力優勢，也便於日軍充分利用其機動優勢，無論是迂回包抄，還是後勤補給，都非常便利。
徐州會戰末期，土肥原賢二指揮的日軍第14師團就已經開始沿著這一路線突進，形成孤軍深入之勢，中國軍隊乘機試圖圍殲該部，挫敗日軍直取鄭州的意圖。蘭封會戰由此爆發。但在會戰過程中，中央軍桂永清、黃傑所部先後逃跑，導致會戰失敗，開封岌岌可危，並嚴重威脅到了隴海線與平漢線交會的鐵路樞紐城市鄭州。可事後，桂、黃兩人並未受到嚴懲，只不過是撤職了事，最終還是平步青雲；88師師長龍慕韓則成了替罪羊被處決，以平息非議。
由於軍情緊急，軍事委員會只得決定“以水代兵”，在花園口決開黃河，利用泛濫的黃河來阻擋日軍的進攻。
決堤之後引起黃河改道流入淮河，然後黃淮合流湧入洪澤湖，使淮河、洪澤湖沿岸成為一片澤國，河南、江蘇、安徽三省共有44縣市受災，受災面積2.9萬平方公里，受災人口約1200萬人，140萬間民房被毀，約2000萬畝耕地被淹沒。並最終在豫、蘇、皖三省之間形成了長約400公里，寬10公里到50公里不等，最寬處達80公里，總面積最多時達到5.4萬平方公里的黃泛區，幾乎相當於半個江蘇省。直到1947年3月，即8年9個月後，黃河才重回故道。在這8年9個月時間裡，黃河在這一地區多次決口泛濫，洪水以及大量耕地被淹所引發的饑荒，直接導致約90萬人死亡。
中國軍隊隨後在豫東地區展開反攻，將日軍擊退到豫皖邊界。不過，當時日軍覺得14師團過於冒進，已經下令停止進軍，從事後諸葛亮的角度看，有沒有決堤日軍都會停止前進，所以決堤竟吊詭地沒有起到多少直接作用。
當然，豫東大平原上的黃泛區確實影響了此後日軍的進軍，鐵路重鎮鄭州由此化險為夷，並一直控制在中國軍隊手中，直到1944年日本發動“一號作戰”時才告淪陷。日軍進攻武漢的路線也只能改為沿長江兩岸進軍，而長江兩岸要麼是丘陵、山地，要麼是河流湖泊密布的水網地帶，便於中國軍隊利用地形組織防禦。雖然長江可以成為日軍後勤補給的水上路線，但同時也限制了日軍的迂回機動，使日軍的機動優勢難以發揮。而且，日軍既然在進攻路線上無從選擇，中國軍隊便可以集中力量部署防禦。
花園口決堤並無完備的預案，而是倉促之間、誤打誤撞地，以中國慘痛的人員和財產損失為代價，最終迫使日軍按中國軍隊的期望，將進攻武漢的路線改為沿長江兩岸進攻，並為武漢保衛戰的準備贏得了最寶貴的時間。武漢保衛戰的序幕就是如此慘烈，為整個戰役都蒙上一層濃重的悲壯之色。
還有不少經典戰例
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