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正當日軍第五師團因爲大膽輕進，而在臨沂遭到華軍圍攻之時，日本的第十師團，也同時在左翼沿著津浦鐵路南下，形成對徐州的左翼攻勢，並牽制攻擊第五師團右翼的華軍。三月十四日，日軍第十師團先進攻滕縣。面對日軍左右呼應的鉗形攻勢，李宗仁所指揮的兵力有限，他優先將部隊東調救援臨沂，左翼西線只有急調川軍一二二師王銘章部在滕縣進行抵抗。李宗仁一方面急電蔣介石，請求派出駐在河南東部的中央軍湯恩伯第二十軍團，馳援華軍左翼，蔣介石立刻答應。

日軍第十師團的指揮官磯谷廉介中將，根本就不把華軍的兵力放在眼裡，他所率領ｗww•ｈeｔuｂoｏk.coｍ•ｃｏm的第十師團，是一支重裝備的機械化部隊，又擁有空軍協同支援作戰的能力，他在攻佔滕縣之後，又攻克臨城，這是日軍大本營給華北方面軍的南下禁制線。但是磯谷判斷李宗仁手邊的部隊不足，可以調動的部隊，已經先在右翼與板垣的第五師團纏上了，所以他決心大膽深入，越過臨城與棗莊前線，準備直搗徐州，一舉攻佔華軍第五戰區司令部，好爲自己建立一個顯赫無敵的戰功。所以他命令第十師團繼續全速南下，根本不接受大本營設給日軍在魯南作戰的制令線。

這時候，魯南戰局的重心，移到左翼的津浦鐵路，磯谷的部隊原本可以沿著津浦鐵路，由濟寧南下，直接衝向徐州，但是磯谷在得知右翼的板垣部受到圍攻與重創，以及孫連仲部又在東邊的鐵路支線，向日軍發動誘敵攻擊，因此磯谷決定將部隊先向東旋轉，再順勢向南沿著鐵路支線攻擊，一方面可以減輕左翼第五師團的壓力，同時也可以繼續攻擊徐州。三月二十五日，日軍第十師團已經進攻到台兒莊的華軍陣地前緣。磯谷認爲日軍只要攻佔台兒莊，渡過運河，就可以直指中國的第五戰區司令部徐州，此時徐州已經可以聽到來自前線的砲聲了。和*圖*書www.hetubook.com.com

張自忠的援軍，以急行軍的速度趕到，有如從天而降般地猛攻日軍第五師團背側，龐部更是將士用命地從陣地反擊，日軍絕對沒有想到華軍竟然會進行這種內外夾攻的拼命打法，因此在三月十四日到十八日的臨沂決戰中，日軍第五師團遭到極其慘重的損失（師團長板垣僅以身免，其私人物件都被華軍擄獲），造成日軍部隊已經無法繼續支撐作戰，只有先撤退回莒縣以困守待援。https://m.hetubook.com.com

圖 24.1 台兒莊會戰圖

李宗仁抓到日軍南攻的戰爭時機之後，立即派遣龐炳勳部在臨沂建立防禦陣地，以誘敵深入，先擋住日軍第五師團的正面攻擊，然後迅速調派張自忠將軍的第五十九軍，兼程馳援臨沂。張自忠治軍一向剛烈嚴明，在冀察政務委員會任職期間，與日本人進行各種的周旋，曾受到不少的懷疑、批評與委屈，因此張自忠在從北平脫困htｔｐs://ｗｗｗ•ｈetｕｂｏok.ｃoｍ•ｃｏｍ，重新掌握兵權之後，對日作戰就特別地勇猛。

但是由於華軍的運動速度太慢，又被日軍阻擋在臨城，使得救援滕縣的時間還是遲了，王銘章部的川軍，無論在人數、裝備與火力，都與日軍相差過於懸殊，在遭到日本第十師團強大火力猛攻，以及空軍的協同攻擊之下，川軍奮勇血戰，但是被日軍優勢砲火猛轟，整個陣地化爲灰燼。三月十七日，陣地被日軍突破，師長王銘章力戰身亡。但是滕縣之戰，爲李宗仁的調兵遣將，爭取到寶貴的時間。這時孫連仲的第二集團軍，已經趕到徐州，立刻在徐州北部的台兒莊陣地，進行佈防，而湯恩伯的部隊，也渡過大運河，開始與南下的日本第十師團，進行接戰。