根據事先偵查到的情況，本來預定天明後以小分隊化裝成百姓潛入城內，然後發起進攻，裡應外合，控制城門，殲滅城內日軍，但日軍已有察覺，當天未開城門，不得已之下，第六十四旅只好展開攀城強攻。

十二日二十二時左右，第六十四旅開始用長梯多路同時攀城進攻，傷亡甚眾，後在西北城角處擊垮一段城牆，約九個連官兵從缺口突進城內。

日軍指揮官將主力調入城中增援，首先以反衝鋒控制了城西北角的缺口，切斷城內外中**隊的聯絡，然後向突入城中的部隊發起圍攻，雙方在北大街及城西北隅關帝廟一帶展開激烈的肉搏巷戰，逐屋爭奪。

突入城內的部隊孤軍奮戰，彈藥及人員得不到補充，血戰一晝夜，至十四日佛曉，九個連勇士全部壯烈犧牲。

城北的第六十四旅殘部，十三日夜二十三時接到司令官孫銅萱令其向運河西岸撤退的命令，在當地群眾協助下，由北關外小道透過沼澤地轉移至運河東岸，由第六十六旅接應，用民船渡過運河，到達西岸。

掩護撤退的後衛營損失慘重，營長戰死，負責接應的第六十六旅長薛明亮也中彈負傷。

展中堂的第八十一師於十二日夜裡開始進攻汶上城，一度攻入北關，受日軍猛烈火力襲擊，傷亡甚眾，由於濟寧方面第六十四旅已撤回運河西岸，第八十一師也主動撤至開河鎮附近，沿著運河之線防守。

二月十七日，日軍第二軍指示第十師團第八旅團以四個半步兵大隊、山炮兵一箇中隊為基幹組建長瀨支隊，於二十日開始向運河防線的中**隊發起進攻。經過五天五夜的戰鬥，二十五日日軍突破運河防線，二十六日佔領嘉祥。日軍佔領嘉祥後留一部兵力防守，主力集結於濟寧。

第三集團軍逐次抵抗後，後撤至鉅野、獨山鎮、大義集、孟家屯、相里集之線防守。

第三集團軍向濟寧、汶上進攻的時候，第二十二集團軍開始向鄒縣之敵實施進攻。由於連續作戰該部減員太多且裝備低劣，無力阻止大規模進攻，只能在以營連為單位，在敵後展開遊擊襲擾作戰，未取得重大戰果。

龐炳勳的第三軍團於二月上旬從海州調至臨沂，中旬才集結布放完畢，而此時日軍早已佔領蒙陰、沂水、濰縣、諸城等地，第三軍團未能及時實施攻勢作戰即構築工事，與日軍對峙。

二十一日，日軍第五師團派遣第二十一旅團二十一聯隊由濰縣乘車南下進攻莒縣，當時莒縣僅有劉震東的第一遊擊隊以及沈鴻烈的海軍陸戰隊，力量不足，第五戰區電令龐炳勳派部馳援。

龐炳勳命令第一一五旅配屬兩門山炮往援，該旅於二十六日到達莒縣附近，但莒縣已於兩日前失守，劉震東犧牲，海軍陸戰隊轉移至高裡附近。

這時，日軍以步兵第二十一旅團為基幹組成坂本支隊正西進準備進攻臨沂，於二十七日向第一一五旅發起進攻，經過兩日戰鬥，第一一五旅雖然頑強抵抗，但人力、火力均處於劣勢，且傷亡重大，不得不主動炸燬兩門山炮後撤。

日軍尾隨第一一五旅追擊西進，但遭到第三十九師防守部隊堅決抗擊，龐炳勳組織反擊，由左右兩翼向敵側後迂迴，日軍被迫撤退，雙方暫時形成對峙。

“以上就是這段時間徐州南北中日兩**隊態勢，從方方面面的情況看，日軍始終處於優勢，哪怕是以弱敵強也絲毫不亂分寸，其戰力極為可怖。只要日軍分別從南北兩線投入更多部隊，徐州一線的中**隊前景堪憂。”

張瑛介紹完回到座位上，吳銘站起來說道：“日本華中和華北方面軍雖然在南北兩線的淮河及濟寧地區遭到中**隊堅決阻擊及反擊，受到一定挫折，但得益於上海的勝利以及南京、山東的輕鬆佔領，日軍統帥部必將錯誤判斷戰爭發展趨勢，執意擴大戰爭規模，日軍增兵將