51-徐州会战1
1938年1月，正当刘潇忙于整顿西安行营所属各部队的时候，日军发起了攻占徐州，打通中国大陆南北交通线的徐州战役。
战役伊始，日军十三师团率先越过长江，沿津浦路由南向北攻击前进，企图从南面对徐州附近的第五战区所属部队构成威胁，配合南下的第二军下属的第十、第五两个师团攻占并消灭徐州附近的中国军队。
为了造成战役假象，牵制国军兵力，掩护日军第十三师团向北的进攻。日军第九师团由芜湖渡过长江，沿淮南铁路，向合肥攻击前进；
第十三师团一部由镇江越过长江，攻占扬州、邵伯、天长，做出向北，攻击淮阴、海州的姿态。
中国军队不为日军所迷惑，利用淮河、淝河、侩河等天然屏障，先后投入第十一集团军、五十一军、五十九军、七军等进行阻击，第二十一集团军进行牵制，寻机派出部队侧击日军后方。
由于中国军队的顽强抵抗，日军北上部队沿途不断在遭受到沉重打击，淮河北岸甚至发生了惨烈的白刃战，部分阵地多次易手。最终，日军不得不退回淮河南岸。
2月18日，日军被迫在盱眙、临淮关、蚌埠、定远一线，沿淮河南岸与中国军队隔河对峙。
至此，日军南北夹击徐州的战略企图被彻底粉碎。
日军第二军司令西尾寿造，在南北对进夹击徐州的战役企图失败的情况下，被迫对战役规模进行了修改。修改后的计划规定，首先消灭大运河以北广大区域内的国军，占领有利地域，为今后的徐州会战创造条件。
3月14-18日，在经历了临沂大战和藤县攻防战之后，骄狂的日军第二军所属第十师团和第五师团脱离原战役计划，妄图用二个师团，从东北和西北两个方向，独自攻占徐州。
3月20日，攻占枣庄后的日军第十师团（矶谷师团），集中了大约40000人，在战区的飞机和坦克支援下，开始对徐州东北的台儿庄发起猛烈的进攻。
鉴于日军空军对徐州一带中国军队的猛烈攻击。3月22日，刘潇电请蒋介石，要求陕西空军临时参战，支援徐州战场。
3月25日，蒋介石同意陕西空军移场至郑州机场。
刘潇获得蒋介石比准后，立刻命令陕西空军战斗机四团和轰炸机三、四两个团做好移场准备。
空军地勤的油料、弹药和维护设备由行营直属运输团和23军直属运输团立刻前送郑州，务必于3月31日前到达并接收机场，4月1日开始接纳并保养转场战机，4月3日投入进攻。
行营直属特战团派一个连保护新研制的野战雷达到达商丘。4月3日8:00前完成开机调试工作，9:00开始搜索和引导战机进入战场。
特勤中队在4月3前达到滕州、枣庄附近，分散隐蔽，及时进行对可能被击落的我方飞行员的救援和摧毁坠落飞机，保证飞机的性能不会泄露。
4月2日，陕西参战的所有飞机转场至郑州机场，并得到先期到达的地勤有效养护。
4月3日9:40，从郑州起飞的陕西战斗机四团一、二两个大队的24架战斗机，在滕州上空对日军8架96式轰炸机和3架95式护航战斗机进行拦截。
由于有地面雷达准确的引导，陕西空军战斗机性的能明显高于日军战斗机的性能。加上刘潇从成立陕西空军以来，利用手中所拥有陕甘宁油田和几座石油提炼设备的优势，对陕西空军飞行员进行每年不低于400小时的飞行训练。从而造就了陕西空军飞行员的飞行技术不要说在亚洲，就是和当时号称空中之鹰的德国战斗机飞行员相比，也毫不逊色。
日军飞机在此情况下，那里能够抵挡得住陕西战斗机的犀利攻击。在被拦截并遭受攻击时毫无防备，所有11架日机无一漏网，全部被击落。
空战取得0:11的战果。
12:10，日军颇为自行的出动了96式轰炸机12架、95式护航战斗机21架，准备再次对台儿庄的中国守军进行轰炸。同时引诱中国战机与之交战，妄图一举消灭中国空军，夺取徐州战场的制空权。
12:40，陕西战斗机四团及刚装备的一个后备战斗机大队共52架战斗机立刻全部升空，在枣庄一线和日军战机发生空战。
陕西空军的后备飞行员，这时已经全部调往郑州，刘潇希望通过该次战役，让所有后备战斗机驾驶员获得空战经验。所以第二批出动的战机全部由后备驾驶员驾驶。
在战斗中，四团的40架战斗机负责对21架日军战斗机进行攻击，后备战斗机大队的12架战机负责对日军的12架轰炸机进行攻击。
由于事先对日军战斗机的性能和日军飞行战术的充分了解，加上在雷达引导下，各攻击部队占据了有力的攻击位置。
虽然日机编队提高了空中警戒和搜索，但仍和盲人骑瞎马一般，在毫无防备的情况下，遭受到陕西空军致命的袭击。
在陕西空军的围殴下，除3架日军战斗机脱逃外，其余日机全部被击落。陕西空军两架战机受损返回机场。
0:30，陕西空军再次完胜日军空军。
15:00，轰炸机四团起飞36架轰炸机对枣庄、韩城和台儿庄一线日军集结地和物质囤积地进行轰炸。摧毁了日军用于作战的物质，杀伤日军大量的地面人员，从而打击日军士气。
15:20，陕西战斗机四团起飞12架战斗机进行护航，
16:00,轰炸机四团的36架轰炸机全部返回郑州机场，12架战斗机同紧急起飞赶来的日军18架95式战斗机进行空战。
郑州机场紧急起飞的22架战斗机，随后加入战团，支援前出的12架战斗机。
空战结束，日机被击落16架。
由于陕西防空搜索雷达受滕州地区降雪影响，发现日机时，日机已经接近做战空域。虽然陕西空军及时派出战机进行支援，但陕西空军还是历史性的被击落一架战斗机。
被击落的陕西战斗机驾驶员跳伞后，被汤恩伯的二十军团救回，坠落飞机被陕西特勤中队一支小分队使用随身携带的炸药彻底摧毁。
4月4日，陕西空军起飞40架战斗机，在韩城上空与来犯的日军24架95式战斗机进行空战，再次取得0:19的战绩。
至此，徐州地域的制空权完全为中国军队所控制。
陕西第四轰炸机团和李宗仁指挥的空军可以毫无顾忌的频繁出动，猛烈的轰炸和扫射着日军阵地，对日军运送弹药和补给的车辆进行攻击，实时的飞临日军炮兵阵地，对疯狂轰击中国军队阵地的火炮，进行毁灭性的的轰炸。
1938年4月15日，经过中国军人近一百天的顽强抗击，日军板垣师团被彻底击溃，进攻徐州的日军二个师团被逐出徐州一带，台儿庄战役以中国方面的胜利宣告结束。
徐州会战伊始，刘潇主动向李宗仁将军提出：陕西方面愿意接纳会战中负伤人员，相关的治疗和费用由陕西方面自己负责。
截止台儿庄战役结束，陕西方面共接收伤员21518名。其中伤重医治无效死亡的85名，因伤致残的523名，治疗痊愈的20910名。0.4%的战伤死亡率，远远低于抗战以来中国军队高达50%的战伤死亡率，彻底解除了士兵们不怕牺牲就怕受伤的顾虑。所以在后来的许多战斗中，陕西行营下辖的各部队士兵，都能奋勇向前杀敌。
刘潇之所以主动提出救治伤员的问题，主要出于两个方面的考虑。
一、在当时的中国，由于医疗条件差，医疗人员素质参差不齐，导致许多英勇的抗日战士死亡。致使士兵们在战斗中生怕负伤得不到治疗，作战时不能奋勇杀敌，常出现溃败的现象，尤其是在有战斗经验的老兵中间。
而刘潇初创榆林的时候，就从全国各地招聘优秀的医务人员来榆林地区工作，并在此基础上成立了榆林医学院（后改名为陕西医科大学）和榆林护校（陕西护理专科学校），为战场救护和创伤治疗提供了人员上的保证，大量的伤兵被即使救护和后送，得到了有效的治疗。士兵们不再害怕受伤得不到治疗，士气得到极大的提高。
二、这些受伤治愈的士兵，全都是经历过战场生死考验的战士，心理素质极佳，有着旁人所没有的经历和战斗经验。稍加训练，定能成为一名无畏的战士，其战斗力不是那些靠平时训练出来的部队所能比拟的。
加上新旧对比，士兵们对陕西方面的认同感会很快显现出来，许多伤愈的士兵基本上不愿意回到原部队，而是要就加入到陕西的部队中来。生死的比较，使得他们对现在这支部队的忠诚度会非常的高。
所以当这些伤员出院后，刘潇立刻将他们分配到新组建的三个独立山地师去。所有连、排一级的军官进入陕西步兵学校进行为期四个月的深造。考试合格后按原职务进行安排。当然，军官的政治思想问题，刘潇总是要放在第一位的。