1938年3月，孙连仲率部转隶第五战区，参加徐州会战，这一时期，他所部的英勇表现，尤其是在台儿庄战役中的卓越贡献，不仅巩固了他作为抗日名将的地位，也使他获得了“孙钢头”的美誉。 徐州会战是抗日战争全面爆发后，中日双方在华东地区的一次大规模战役。1938年，日军在占领南京后，意图北上，控制徐州这一重要的交通枢纽，进而威胁整个中国东部地区。第五战区司令长官李宗仁负责指挥徐州会战，孙连仲作为第五战区的重要将领，率部参与了此次战役。 台儿庄位于徐州东北，是连接南北的重要通道，战略位置极为关键。1938年3月底至4月初，日军板垣征四郎的第5师团与矶谷廉介的第10师团从南北两侧逼近台儿庄，意图一举攻占。此时，孙连仲所部（第二集团军）奉命守卫台儿庄，面对日军的强势进攻，孙连仲指挥下的第二集团军展现出了极高的战斗意志和战术素养。 孙连仲在台儿庄战役中，采取了灵活而坚决的战术，充分利用地形优势，与日军进行殊死抵抗。面对日军的猛烈炮火和反复冲锋，孙连仲部不仅坚守阵地，还多次组织反攻，给日军造成了重大伤亡。在战役最危急时刻，孙连仲亲自上阵督战，甚至在头部受伤后仍坚持指挥，这种英勇无畏的精神极大地鼓舞了士气，也赢得了“孙钢头”的美誉。 经过数日的激烈战斗，孙连仲部与第五战区其他部队密切配合，最终成功地将日军击退，台儿庄战役以中国军队的胜利告终。这场战役不仅挫败了日军占领徐州的战略意图，也极大地提振了中国军民的抗日士气，成为抗日战争中的一次重要转折点。 孙连仲在台儿庄战役中的卓越指挥和英勇表现，不仅为他赢得了“孙钢头”的称号，也进一步巩固了他在中国抗日战争历史上的地位，成为了抗日名将的典范。
