寿造负责统一指挥第五和第十师团作战，他命令第十师团分兵两路展开攻击，一路沿着津浦铁路继续南下攻击，一路则是打击津浦铁路以西的守军部队，而第五师团同样兵分两路行动，一路部队配合第十师团作战，一路部队则是前往临沂城。

第十师团中将师团长叽谷廉介以第八旅团为基干编组长濑支队，负责对津浦铁路以西进行攻击；以33旅团为基干编组濑谷支队，负责沿津浦铁路南下，入侵台儿庄地区。

第五师团中将师团长板垣征四郎以21旅团为基干编组版本支队，负责入侵临沂城，师团主力则是在他带领下，策应第十师团作战。

日军部队来势汹汹，他们分路推进，妄图夺取鲁省南部重镇，从而敲开战略要地徐州的大门。

第五战区长官部做出针对性的部署，第三集团军在津浦铁路以西地区即鲁西区域作战，应对长濑支队；22集团军沿着津浦铁路藤县区域部署，层层阻击日军，阻击濑谷支队南下；第三军团火速前往临沂城部署，阻击版本支队。

做出一系列的调整部署后，双方展开激烈作战，而临沂城的作战，让长官部异常担忧。

第三军团虽然号称一个军团，但他们只是下辖40军，40军又只下辖一个39师，整个军团只有一万三千人而已。

版本支队是以日军第五师团21旅团为基干编组而成，通过加强后，他们足足有一万多部队。

几番交战后，第三军团全军将士虽然固守阵地，挡住日军攻击，可付出惨重伤亡代价，军团长庞更陈数次发电长官部，希望能够抽调援军赶来，而长官部手上，几乎是没有任何兵力可以抽调。

1938年三月二日，距离临沂城仅有三十公里的汤头镇失守，日军版本支队陆续在这里集结。

临沂城危在旦夕，庞更陈一边求援，一边命令部队设置阵地，以阻击日军部队。

而