此时庄子外的日军之配属部队较多，有独立重机枪第10大队；轻装甲车第10中队；中国驻屯旅团战车队之临时战车中队（12辆）；野炮兵第10联队之第1大队；野战重炮兵第2联队之第1、第3大队；中国驻屯旅团炮兵联队的1个小队（15公分口径榴炮两门）；工兵第10联队的1个小队等等。其火力已大为增强，炮兵部队与步兵相比，已超过1：1，且有约30辆战车加入战斗。

由于日军极大的加强了城外部队的火力，因此这一次日军的进攻火力极猛，但守军还是没有放弃台儿庄的意思，除进行正面抵抗外，还从两翼对敌发起反击，进行牵制。

正因为如此，日军除了在傍晚的时候攻占了台儿庄西北的一角外，其他地区并无进展。

而守军为了反击敌人，则以迫击炮、山、野炮、重炮、列车炮轰击敌军阵地，支援步兵反击，使日军在28、29日两天的进攻，皆未获得其预期之结果。

29日，敌西尾寿造之第2军根据福荣真平联队在台儿庄受阻，以及汤恩伯军团之第4、第25师和第2师1个旅南下向台儿庄接近的情况，当日令第5师团在临沂的坂本顺第21旅团暂停对临沂的进攻，急速西进至台儿庄增援；同时令濑谷启率步兵第10联队至台儿庄，以图改变在该地的战局。

在临沂外围之坂本顺的第21旅团，也于当晚收缩战场，只留两个步兵大队在临沂附近就地坚持，其余4个步兵大队、两个野炮兵大队，在29日夜间向西南的台儿庄进发。

30日晨，敌33旅团长濑谷启率其第10联队与战车部队从峄县分两路攻向峄县东南的台儿庄，沿途遭到守军的连续阻击。

为了阻止日军第33旅团增援台儿庄，第五战区也是下了血本，在峄县到台儿庄沿途之道路不断地设立阻击阵地，短短几十公里的路程，以日军机械化部队的行军速度，最多三个小时就能抵达，