二月下旬，日军南进部队的矶谷支队沿津浦铁路南进，三月十四日由邹县以南的两下店进攻滕县。守军国军第二十二集团军第四十一军英勇抗击，伤亡惨重，苦战至十七日，该军守城的国军第一二二师师长王铭章将军在发出“决以死拼以报国家”的最后电文之后，即于破城后的巷战中，与参谋长赵渭滨将军、邹绍孟将军同时壮烈殉国，滕县失守。
随后，矶谷师团长未待在蚌埠的增援军北上支援，即直扑台儿庄，企图一举攻下徐州，打通津浦路。日军总数约有四万人，拥有大小坦克车七、八十辆，山野炮和重炮百余门，大批轻重机枪，还有飞机助战。徐州及铁路沿线桥梁车站，被日机轰炸的一塌糊涂。三月二十三日，日军与守卫台儿庄的由孙连仲将军率领的国军第二集团军相遇，台儿庄大战正式开始。
三月二十四日，日军开始猛烈炮轰国军防卫工事，战斗激烈期间，第二集团军阵地每日落炮弹竟达六、七千发。炮轰之后，日军又以坦克车为前导，向国军阵地猛攻。台儿庄外围阵地工事被悉数摧毁，日军步兵随后越过战壕，步步向前推进。国军因武器太差，仅能以血肉之躯与日军炮火、坦克车猛烈搏斗，当坦克车突入战壕时，不少中国士兵腰缠炸药包，与日军坦克同归于尽。日军猛攻三昼夜，才冲入台儿庄城内，与国军发生激烈巷战，第二集团军至此已伤亡过半，渐有不支之势，孙连仲总司令死守待援。自二十七日起，双方军队在台儿庄寨内作拉锯战，情况异常惨烈。
与此同时，台儿庄外围战斗也空前激烈。国军击溃了日军第五师团和第十师团主力的无数次猛攻，使其不能直接增援台儿庄庄内的日军，延长了庄内国军的坚守时间。
在此危急时刻，装备有德军配备的汤恩伯军团奉命迅速南下，夹击日军，然此时台儿庄的守军已伤亡殆尽。至四月三日，全庄三分之二已为日军占据，日军电台宣称已将台儿庄全部占领。
四月四日，日军用燃烧弹攻击台儿庄，试图将台儿庄夷为平地，孙连仲第二集团军此时处境已极其危险，连预备队都已经用完。孙连仲对师长池峰城说：
“士兵打完了你就自己上前填进去，你填过了，我就来填进去。有谁敢退过运河者，杀无赦！” 池峰城 奉命后，乃命令城内各守备队利用地形和断墙残壁，筑起第三道防卫工事，勉强与日军周旋，国军士兵逐屋抵抗，任凭日军如何拚死冲锋，也坚守不退，战至黄昏，进攻的日军不支，退了下去。
四日深夜，孙连仲打电话给李宗仁，请求撤退到运河南岸。李宗仁深思后说：“敌我在台儿庄已血战一周，胜负之数决定于最后五分钟。援军明日中午可到，我本人也将于明晨来台儿庄督战。你务必守至明天拂晓，并要组织夜袭。坚持就是胜利，待明天援军到后，我们就可对敌人内外夹攻！这是我的命令，如违背命令，当军法从事！”
非常凑巧，日军原定在次日拂晓发动总攻击，军事指挥部的夜袭命令，确是及时。当夜孙连仲部队在军事指挥部督促下，组成数百人的敢死队，连轻伤员亦参加了战斗，分组向敌逆袭，冲进敌阵。仇敌在前，孙部各自为战，手持大刀，向日军砍杀，奋勇异常。日军血战十日，已精疲力竭，不料战至最后，国军还能乘夜夜袭。日军此时仓惶应战，乱作一团，血战数日为日军所占领之台儿庄市街，竟在一夜巷战中，被孙部一举夺回四分之三，日军死伤无数，退守台儿庄北门，与国军通宵激战。
当日半夜里，李宗仁长官部接到汤恩伯军团的来电，知汤恩伯军团已向台儿庄以北迫近，天明可到，比预定的时间还要早，精神大振。后半夜，第五战区司令李宗仁前往台儿庄郊外，亲自指挥对矶谷师团的合围。黎明之后，台儿庄北面炮声隆隆，汤恩伯军团已在日军背后出现，矶谷师团撤退不及，陷入国军重围。尔后国军内外夹击，在汤军团强大炮火支援下，台儿庄内国军以敢死队冲入日军阵地，与日军拚命厮杀。
四月六日，矶谷师团已全面崩溃，台儿庄一线国军全线出击，杀生震天。日军机动车辆多被击毁，其余也因缺乏汽油而陷于瘫痪，弹尽粮绝，吓得魂飞魄散，只顾突围逃命，逃窜的日军尸横遍野，被击毁的各种车辆、弹药、马匹遍地皆是。国军士气高昂，各军团向敌猛追，如疾风扫落叶，锐不可挡。
最后，矶谷师团长率残部万余人突围进入峄县城，开始闭门死守，战斗信心尽失，对国军已无丝毫威胁。台儿庄之战，至此国军大获全胜。
战后国军清点战场，仅掩埋的日军尸体就近万，敌军总死伤在两万以上，坦克车被击毁30余辆，缴获各种大炮70余门，战车40余辆，装甲车70余辆，汽车100余辆，机关枪数百挺，步枪上万枝，这次胜利，可能也是日本新式陆军建立以来的第一次惨败。捷报传出后，中国举国欣喜若狂，前线国军士气大振
大纪元
