攻占临沂，从背后攻击中国部队，再由微山湖从西面进攻徐州，使徐州陷入两翼包围之中。临沂是鲁南名城，城宽池深。
据守临沂的第40军军长庞炳勋是西北军有名战将。他冒着日军飞机大炮的狂轰滥炸防守临沂，与板垣征四郎的第5师团形成胶着状态。第5战区司令长官李宗仁深知板垣征四郎率领的第5师团凶猛异常，担心庞炳勋抵挡不住，打算予以紧急增援，但惟一可以调动的第59军尚在200华里之外，而庞炳勋最多还能坚持24个小时，情况十分严重。第59军军长张自忠接到命令，当即率领西北军以每小时18华里的速度跑步前进，12个小时就率部赶到临沂，休息1个小时后，就漫山遍野向日军扑去。官兵们甩手榴弹、拼刺刀，个个怀着报仇雪恨念头同日本鬼子拼命，惟恐失去报国机会。板垣征四郎以为再有半天就能攻取鲁南重镇临沂，没想到一下子被张自忠的第59军冲乱了阵脚，不到半天整个师团便全线动摇。庞炳勋见状大喜，打开临沂城门，率领将士冲杀而出。庞炳勋、张自忠率领所部官兵对板垣师团合力夹攻，直杀得板垣师团尸横遍地，狼狈逃回滕县。庞炳勋、张自忠胜利会师，两人抱头痛哭，多年来在军阀混战中形成的隔阂霎时间一扫而光。临沂战斗的胜利增强了全中国军民战胜日寇的信心，庞炳勋、张自忠作为抗日英雄名声大振。临沂之战打痛了板垣师团，日本内阁受到巨大冲击，吵作一团。陆军大臣杉山元决心继续打通津浦铁路，但担心军事失利后遭受攻击，便把他关于打通津浦铁路线的计划提交日本内阁会议讨论，但受到内务大臣马场瑛一的嘲笑反对。杉山元只得以打不通津浦路就辞职的条件，换取了日本内阁对他的支持。
第三部分兵败台儿庄（2）
经裕仁天皇批准，日本军部命令华中方面军向台儿庄挺进。3月23日，板垣征四郎接到命令，挥军冒险向台儿庄推进。他估计不用费太大力气就可占领台儿庄，激烈的战斗大概会发生在徐州附近。蒋介石和李宗仁早就看上了台儿庄这个有3300余户的大村镇，命令中国部队加固石头城墙，修筑碉堡70余座，决心利用这个理想的打歼灭战的场所，歼灭猖狂前进的日军主力。蒋介石和李宗仁命孙连仲的第2集团军的3个师（黄樵松的27师、张金照的30师、池峰城的31师）沿运河布防，扼守台儿庄正面阵地；汤恩伯的第52军和第81军诱敌深入，然后南北夹击日军，消灭日军主力于台儿庄一带。1938年3月23日，蒋介石、李宗仁担心日军不向台儿庄已布好的阵势里钻，便催促池峰城诱敌深入。池峰城接到命令，即率领王郁彬的185团北上诱敌深入。这时，日军矶谷师团正从峄县沿台枣支线向台儿庄猖狂进犯，双方在泥沟发生遭遇战。池峰城率军奋战一天，又调骑兵生力军助战歼灭大量日军。池峰城想到诱敌深入的任务，便佯装失败，撤退到小村北洛。矶谷廉介不知是计，指挥第10师团主力快速追击。池峰城又退兵南洛，设下伏兵痛歼猛追之敌。为打得更逼真，李宗仁指挥孙连仲集团军部队，在台儿庄外围村落与日军展开激烈的拉锯战。矶谷廉介为人残暴刚愎，没想到中国军队竟如此顽强抵抗，就摆开大战架势，利用炮火优势展开猛攻，有时一天发射六七千发炮弹，不少村庄被轰为平地。池峰城见诱敌深入的任务已经完成，就率领185团退回台儿庄；日寇冲过刘南湖、三里庄，直逼台儿庄石头城下，举世闻名的台儿庄战役正式展开。惨烈的战斗发生在台儿庄内，师长池峰城率军奋战，立下大功。3月24日傍晚，矶谷师团在飞机大炮掩护下发动猛攻，突破台儿庄城墙的东北角，从突破口窜入200多名日军。池峰城急命该师186团奋勇反击，一举将200名日军全部歼灭。矶谷廉介不肯善罢甘休，3月27日又指挥一部日军攻破台儿庄北门；池峰城有了第一次反击经验，便指挥部队与日军展开拉锯战。矶谷廉介命濑谷旅团第63联队4000人，火速从峄县增援台儿庄。该联队第二天夜晚攻入台儿庄西北角，另一部冲入台儿庄内，直奔台儿庄西门，企图截断池峰城师师部与台儿庄内联络的惟一通道。
在危急关头，池峰城满怀一腔报国之心率军顽强抵抗，先用强大炮火压制日军攻势，再选派几十名爱国士兵组成敢死队，穿上日军军服，发一声喊冲入日军阵地，趁日军没有反应过来之时，用刺刀、手榴弹展开近战夜战，打退敌人的多次进攻。3月30日，矶谷廉介派兵由台儿庄北面攻入庄内，占据碉堡后逐步向前推进，占领了台儿庄东半部。池峰城虽率部奋战，仍不能将其消灭，就向孙连仲联系请求增援。孙连仲即派两个师以迅雷不及掩耳之势赶到，将入侵庄内之敌消灭，稳定了台儿庄形势。矶谷廉介见中国军队正从外面向台儿庄攻来，担心被包围歼灭，就赶在汤恩伯集团军合围台儿庄之前，于3月31日再次攻入台儿庄北部，在文昌阁建立指挥部，向台儿庄内进攻。池峰城率领31师与日军展开巷战，双方都伤亡很大，处于对峙状态。这时，台儿庄外围据点只剩下沅上村一处，池峰城便派人命令沅上两连守军从背后偷袭日军。这一着果然有效，将文昌阁内的几十名日军全部歼灭，缴获了一批日军文件，可惜兵力太弱，未能将500名日军全部消灭。矶谷廉介在台儿庄站稳了脚跟，4月2日以该师团主力部队在台儿庄东面展开大规模攻势，日军凭借强大火力连连得手。
4月3日，日军赤柴旅团第10联队攻陷台儿庄南门外黄庄、边庄、孟庄等地；福荣第36联队攻下台儿庄东南门，同时投掷催泪瓦斯弹，中国守军牺牲十之七八，退守西关，只剩下台儿庄西北一角，形势十分危急。为挫败日军猖狂进攻，台儿庄外的汤恩伯、张自忠两支部队奋勇作战，接连打了几个胜仗，才使形势有所变化。3月底，板垣征四郎认为汤恩伯集团军是他扫清台儿庄外围障碍的主要敌手，就派他的王牌部队——仙岛联队沿潍台公路进攻兰陵、洪山两地的汤恩伯部队，妄图拊汤恩伯集团主力之背。汤恩伯晓得板垣征四郎这一着极为毒辣，急忙将集团军主力后撤，回师解洪山、兰陵之围，两军外围部队展开一场决战。板垣征四郎利用机械化部队的快速机动能力，抢占有利地形。汤恩伯部队行动缓慢，其指挥机关大都处在仙岛联队大炮的射程之内，形势十分不利。汤恩伯与第85军军长王仲廉、第54军军长关麟征紧急研究对策，认为只有迅速发动攻势才能解救危急局势，便突然发动猛烈攻势，使3000名日军处于被动挨打地位。汤恩伯集团军先以大炮机枪猛轰，接着派敢死队冲上去展开白刃肉搏，再辅以火攻，打得日军人仰马翻，叫苦连天。仙岛联队几次拼死突围，都被中国部队击退，刘庄的500名日军被全部歼灭，中国部队夺得日军战马50匹。围攻兰陵的板垣师团仙岛联队受到内外夹击，狼狈地向板垣师团的后方向城逃走。汤恩伯哪里肯放日军逃跑，紧追不舍，在向城又歼敌一部，遂将板垣师团的仙岛联队基本歼灭。板垣征四郎得到仙岛联队几乎全军覆没的消息，大发雷霆，急派坂本旅团前往解救仙岛联队残部。坂本旅团受命，急速向爱曲、向城一线进犯，袭击关麟征的第54军。
第三部分兵败台儿庄（3）
汤恩伯不敢大意，忙命王仲廉的第85军和周NB96A的第75军增援，很快在台儿庄以东的底阁杨楼对日军形成包围态势。中国部队断定这里是进攻台儿庄的日军坂本旅团的后方勤务机关所在地。此地的日军3000人由板垣和矶谷两师团人员组成，只要能将这两个师团混合在一起的敌人消灭，进攻台儿庄方面的矶谷师团主力将不战而退。汤恩伯集团军将士军心大振，抓住难得的时机发动猛烈进攻，双方几度肉搏冲杀，阵地几易其手。中国部队越战越勇，毙敌1300多人。日军旅团长坂本感到情势严重，再恋战即有全部被歼之虞，就下决心以坦克开路拼命突围。中国部队指挥官料到日军要逃跑，早已下令以密集炮火组成强大火力网，封锁住日军逃跑的通道。日军坦克车一到，就开动平射炮击毁坦克，再集中火力消灭步兵，最后冲上去展开肉搏战，终于把企图突围的日军全部消灭。坂本看突围不成，只好横下决心，依托碉堡固守待援。汤恩伯调动平射炮将日军碉堡全部轰塌，又挑选敢死队冲入敌人阵地，逐条街道展开激烈的肉搏战。中国军队士气高昂，兵力又占绝对优势，经2昼夜浴血奋战，坂本旅团被消灭一半，被俘100多人，坂本旅团长带领残兵败将仓皇而逃。矶谷廉介得知坂本旅团在底阁杨楼被消灭大半，当即决定下令后撤，匆忙之中坦克汽油用尽，又抛弃坦克乱放空炮，掩护师团主力后撤。
汤恩伯集团军分路发动进攻，以秋风扫落叶之势收复台儿庄周围被日军占领的大片乡村，解除了日军对台儿庄的威胁。在台儿庄内，池峰城率领全师官兵执行蒋介石亲自制定的“磁性战术”，以巨大的伤亡诱敌深入，在台儿庄与矶谷师团激战7昼夜，打得相当艰苦。在关键时刻，接到汤恩伯、张自忠在外围连连告捷的喜讯，池峰城在4月5日夜间率领敢死队向日军据点发动攻击，经3小时夜战，将台儿庄内的700名日军层层包围。日军旅团长濑谷见已成瓮中之鳖，官兵又丧失斗志，便下令余部从台儿庄内外抽身撤退。1938年4月6日晚，中国部队在台儿庄战场发动全面反攻：汤恩伯军团从外线包围进攻，孙连仲集团从正面进行内线扫荡，两路大军夹攻，不到2小时，便把台儿庄内外的日军全部歼灭。4月7日凌晨，中国部队冲出台儿庄向北追击，矶谷廉介还算明智，认为再投入日军也无济于事，下令北撤。中国部队追至红瓦屋又歼灭日军几百人，日军坂本、濑谷两支队狼狈逃窜。台儿