平津与河北大部分地区沦陷以后，山东就成为抵御、迟滞日军南下的重要战场，尤其是黄河、泰山、沂山、蒙山形成天然屏障，有利于阻截日军的进攻势头。当时韩复榘任第3集团军总司令兼山东省主席，直属部队便有5个步兵师、1个手枪旅、1个重炮旅、2个山炮团、1个重迫击炮团，共约10万人，加上于学忠第51军和青岛守备队，完全有能力守住山东。然而，韩复榘保存实力，消极避战，给抗战带来了严重后果。
早在沧州战役时，韩复榘便消极怠战。9月14日，蒋介石电令韩复榘迅速抽调两个师前往德县布防，接应宋哲元第1集团军，共守德县。韩复榘却迟迟不肯派兵。他一面声称鲁北地区连日大雨，运河各支流水势暴涨，道路泥泞，增援部队无法行进;一面又称德县已有李必蕃第23师驻守，“津浦正面之敌最近当无大虑”，且鲁军要以全力防守山东沿海和黄河沿岸，兵力不够用，“可否俟必要时再抽调一师增防德州”。(《韩复榘致蒋介石电》(1937年9月16日)，国民政府军令部战史会档案，中国第二历史档案馆藏。)在蒋介石一再催促下，9月23日才派展书堂第81师增援，但是行动迟缓，30日抵达德县时，即同日军遭遇激战。
此时，冯玉祥正组织军队向沧县反攻，韩复榘以展书堂部孤军作战、得不到宋哲元部队协助为由，于10月2日晚将第81师主力撤回济南，仅以少数部队守城，致使德县于5日凌晨失守。德县的丢失，使宋哲元部腹背受敌，向津浦路西南溃退。对于韩复榘擅自放弃德县的行为，蒋介石曾去电斥责，但韩竟以辞职相要挟。蒋介石不敢相逼太甚，只有加以劝慰：“大敌当前，何能言辞，前方部队退却，漫无纪律，殊为痛心!刻已严令告诫，并请兄就近纠察，如有抢劫不法行动，应就地拿办，处以军法不贷。当此国难，惟有忍痛抗战，奋斗到底，求得最后胜利，请勿再有辞意，务希督励全军，百折不回，共同奋斗，完成使命。”(《蒋介石致韩复榘电》(1937年10月10日)，国民政府军令部战史会档案，中国第二历史档案馆藏。)
1937年8月20日，第5战区成立，李宗仁于9月19日接替蒋介石任司令长官，10月4日，韩复榘任副司令长官。第5战区对于山东的作战方针作了如下规定：保有鲁省大部分地区，与敌行持久抗战。作战初期，应扼守黄河及沿海要点，直接阻止敌人之侵入。第3集团军应以主力固守黄河两岸，置重点于济南及其以西地区。如受敌压迫，不得已时可向莱芜、泰安、肥城、新泰、大汶口之地区逐次撤退，占领要点，利用鲁中山地，迟滞日军南进，并配合增援部队，在兖州附近同日军进行会战。(《第5战区关于徐州会战的作战方针及指导要领》，国民政府军令部战史会档案，中国第二历史档案馆藏。)
此时，韩复榘的重要任务是守住黄河。蒋介石命令韩部应以重兵坚守黄河北岸，因为北岸高于南岸，如北岸不守，南岸不足恃。同时，鉴于日本华北方面军主力忙于山西战事和进攻平汉线，津浦路日军相对薄弱，蒋介石再三催促韩复榘以积极的进攻取代消极的防守，乘虚收复德州，策应平汉线宋哲元部作战。韩复榘仍以种种借口加以拒绝。他提出黄河北岸与济南皆不可守之说，称北岸无活动余地，济南在北岸炮火的有效射程之内，因此，唯一的办法就是决开北岸大堤，以黄河水阻敌前进。(《韩复榘致蒋介石电》(1937年10月6日，11月11日)，国民政府军令部战史会档案，中国第二历史档案馆藏。)他还以兵力不足为托词，不愿反攻德州。称，倘“令李长官(宗仁)派队接津浦线济南以南防务，并莅济坐镇，职愿率所部三师或四师兵力，经武城、郑家口进出河间与宋部协同前进”。(《韩复榘致蒋介石电》(1937年11月7日)，国民政府军令部战史会档案，中国第二历史档案馆藏。)结果，其主力部队仍置于黄河南岸：于学忠第51军在高密、即墨、青岛一线;谷良民第22师在羊角沟、掖县、龙口、烟台一线;孙桐萱第20师主力、李汉章第74师1个旅、展书堂第81师3个团、吴化文手枪旅均在济南至临城间铁路线上，仅有曹福林第29师在德县附近游击。
10月26日以来，日军第10师团在平原以东增加步兵2000余人、炮10余门、坦克10余辆，企图扫荡曹师主力，由济阳方面接近黄河。11月8日，日军主力兵分两路向黄河推进。一路是第109师团本川旅团，从盐山出发，至11日，连陷庆云、乐陵、惠民。另一路为第10师团主力，向临邑进攻。韩复榘这才率第81师、第20师主力渡河，在济阳、商河、德平附近集结，但仍然逡巡不前，意存观望。不料日军于13日进攻济阳，韩复榘恰在城内，乃命手枪旅1个团和第20师辎重营拼死抵抗，韩自己率卫队仓惶突围，几乎当了俘虏。惊慌之余，韩复榘下令第3集团军各师撤到黄河南岸，并炸毁了黄河大桥，使黄河北岸尽失，东自惠民、济阳，西至齐河，均为日军占领。