第52军虽然抵达兰陵镇，并且随后向西南方向推进一段距离。但是扔然没有和孙连仲的第2集团军取得联络。
李长官一怒之下。再次将汤军团的避战情况电呈蒋委员长知晓，并在给汤恩伯的电报里面说道：“着贵军团长以一部监视峄县，亲率主力前进，协同孙连仲部肃清台儿庄方面之敌。限时到达，勿得延误为要。”
事实上汤恩伯此时已经接到了蒋委员长从武汉发来的“御电”，他知道20军团绝不能再继续龟缩不前。不过由于汤军团之前一直没有下定参战的决心，所以下属的几个军多数没有都做好战争准备，并不是还要做保守实力的打算。仓促之间，汤恩伯只能派出一直主战的关麟征第52军先行出击。
这次接到李长官的电令之后，汤恩伯虽然还是大骂了几句，但也没有做任何的反驳，在第20军团的后续部队做好战斗准备之后，汤恩伯立即督促他的20军团全面展开进攻，他本人也前往洪山镇、兰陵镇一线坐镇指挥。
突在最前面的关麟征第52军从距台儿庄以北十几公里处的甘露寺，向日军侧面压过来。在20军团这支生力军的猛攻下，矶谷师团节节败退。战至4月6日下午13时，20军团先后攻克马庄、大庄、张楼、贾家埠、小集、兰成店、三佛楼等地，收复村庄十余座，将战线向前推进4公里。
与此同时，南线的第30集团军也向矶谷师团的额侧翼发动了猛攻，曹福林的55军直扑南洛、北洛，赵建新的第99军则转向向北，攻击临城、官桥，朱晋一的第100军也前出运河，做好了苍鹰搏兔的架势。
中国军队三个集团军同时出击，一下子就把矶谷廉介的第十师团给打疼了！此时如果矶谷师团翻身向北逃窜，那么凭借着机械化的优势，台儿庄地区的中国军队将无力阻止日军跳出包围圈，但是矶谷廉介却对战争的局势做出了错误的判断。
这位第十师团的师团长认为，台儿庄地区的中国军队并没有足够的兵力吃掉矶谷师团的三万余日军。只要第十师团能够拿下台儿庄，然后抱成一团死守，等到板垣征四郎的第五师团突破临沂，华北日军依然能够完成预定的作战计划。
4月6日夜，第99军186师迂回突进到滕县地区，然后对滕县展开了猛攻，华北方面军司令官寺内寿一大将清楚的意识到，一旦中国军队收复滕县，那么矶谷师团的北撤的通道就会被完全切断。那样矶谷廉介就只剩下向东面的临沂攻击突围，和板垣师团汇合这一条路了。
为了替第十师团打破困境，临沂方面的板垣师团坂本支队接到了第五师团师团长板垣征四郎的命令，再次集结兵力西进台儿庄。
由于李长官之前认为临沂方向的日军在短期内没有能力再发起攻击，将张自忠的第59军和庞炳勋的第3军团大部转用到台儿庄外围，结果被板垣师团坂本支队钻了个大空子。两个联队的日军轻易的突破了只有少量部队把守的临沂，靠到了汤恩伯的第20军团背后。
第20军团的先头部队于7日拂晓到达甘露寺附近，上午开始向獐山以东的日军进攻，占领了兰城店、三佛楼等地。中午时分，在向城以东担任军团侧背警戒的骑兵团，与由临沂转向台儿庄西进的日军板垣师团坂本支队的先头部队发生了激烈的战斗。得知坂本支队突然出现的消息，汤恩伯大惊失色，仓促调集第85军第89师前往向城参战，结果第89师在邰家庄附近被坂本支队主力击败。
气急败坏的汤恩伯只得再调第4师到向城、爱曲地区担任阻击任务。战至傍晚，第4师师长陈大庆发来求援电报，表示防线已经难以支撑。一旦向城、爱曲防线被坂本支队突破，坂本支队就能直接攻击关麟征第52军的后背。
根据此时的战况，汤恩伯认为他的第20军团有被日军东西夹击的危险。于是，汤恩伯向李长官和华毕成发去了求援的电报。
得知坂本支队到达，处于中国军队包围圈中的矶谷师团士气大振矶谷廉介命令台儿庄内的第63联队和第10联队立刻发动逆袭，台儿庄内各处阵地都遭到日军强烈的反攻，池峰城的第31师又陷入了苦战之中，日军已经占领了台儿庄三分之二的地区。
华毕成根据战争出现的变化，下达了全线反击的作战命令：朱晋一从100军下属的三个师里面各抽调一个营，增援台儿庄；池峰城组织敢死队夜袭，接应台儿庄外的援军；赵建新99军的186师尽快光复藤县，切断第十师团北逃的退路；汤恩伯的20军团的主要任务变更为负责切断坂本支队与第十师团的联系。100军主力迂回第十师团两翼阵地，包围第十师团……
台儿庄南，运河北岸
“快！快！跑步前进！”
站在河滩上的谢晟不断低声提醒着从他面前跑过的官兵们。第30集团军的工兵部队搭设好简易浮桥的桥面之后，增援部队的渡河行动便立即展开。大队的官兵扛着武器和弹药从南岸的战壕里面冲向河滩然后跨上浮桥，仅仅用了不到十分钟的时间，排在最前面的188师一营官兵已经通过了一多半。
按照这个速度来计算的话，最多只需要一个小时，谢晟率领的这三个步兵营就能全部到达运河对岸。然后河边上的这座简易浮桥又会再次被工兵们拆除，黑色粗大的棕绳将沉入水底。
一切，似乎都进行的非常顺利……
第十联队的终于登上了台儿庄的南城墙，他的身后跟着朝仓大队长。
城墙上望下去，庄内满目疮痍，城东还有零星的战斗发生。
“想不到英勇无比的大日本皇军，竟然为攻克这么一个小小的台儿庄，浪费了这么久的时间！”桑田贞三联队长似乎忘了，其实现在日军也没有完全攻克台儿庄，庄内还有三分之一的地方掌握在中国军队的手中。
“联队长阁下！有支那军队在过河！”朝仓少佐扯着桑田大佐的袖子说道。
“慌什么有点帝国军人的样子吗这么大声！你怕支那人听不到你的声音吗”桑田大佐十分不满，他推开了朝仓少佐的胳膊。
朝仓少佐立马垂下脑袋：“对不起！联队长阁下！”
“支那有句话：‘兵来将挡，水来土掩！’，带着你的大队，从西门迂回过去，攻击那座浮桥，截断支那援军的后路，然后我们前后夹击！”桑田联队长说完，双手猛地一合。
“联队长英明！”朝仓少佐应声道，然后飞快的转身消失在夜色中……
朝仓大队摸到南门外的时候，188师和189师的两个步兵营已经渡过了运河，就剩下100师谢晟的那个营还在渡河。
朝仓少佐借着月光用望远镜观察清楚了运河附近中国军队的动向后。朝仓大佐决定用大部分兵力攻击正在渡河的那个营，留意小部分军队阻击另外两个营回军增援。再说不是还有城墙上的桑田大佐，中国军队的主力还是交给英勇的联队长阁下吧！如果是其他中国军队，朝仓大佐的这点小聪明可能还有用处，可惜他碰到的是100师……
等到迫击炮机枪阵地布置好后，朝仓大佐一声令下：“目标运河渡口！攻击！截断支那人的退路！那里只有支那人的一个营，战功在等着你们！”
九二式重机枪的子弹朝浮桥呼啸而去，朝仓大队的鬼子兵们嗷嗷叫的冲了上去！
真不愧是100师，面对鬼子的突然袭击，谢晟的这个营没有一丝的慌乱。正在渡河的中国士兵们迅速冲下桥来，两挺捷克式轻机枪迅速形成了交叉火力网，每一个用步枪朝日军还击的士兵枪法都是奇准，其中还有大量士兵配备有冲锋枪。
虽然基本没什么损失，不过谢晟还是有些窝火：“这群鬼子真是活腻味了！居然敢直接袭击100师！”
“营座！这是鬼子这是给咱们主动送战功啊！”一旁的通讯兵满不在乎的说着。
“赶紧呼叫南岸的集团军直属炮兵团，让他们轰击台儿庄南城墙。这大晚上的，鬼子肯定是从城墙上发现的咱们。”
“是！”
不一会就有炮弹从南岸呼啸而过，砸在了台儿庄的城墙上。
朝仓大队的鬼子兵很快就发现了他们是在迎战两支截然不同的中国军队。