板垣师团长接到作战部队的报告，说是中国守军放弃前沿阵地，退缩到临沂城下，以临沂为依托，在城外构筑工事阵地。板垣征四郎同时又接到来自军部的情报，得知国民党第59军正在朝临沂方向增援。富有作战经验的板垣征四郎笑了，他知道正面的中国守军部队收缩防线，是在等待援军。

    他展开作战地图，同梅津参谋长一道比画着第59军同临沂的距离，180里路，少说也得3天。就凭中国军队的两条腿，它能有多快？再说他们一贯懒散，拖拖拉拉，走到不到一半的路程时，恐怕临沂就完蛋了。因此日军没把中国军队的增援当回事，认为远水解不了近渴。

    从庞炳勋收缩战线来看，他已到山穷水尽的地步。如果有力量，又知道有援军，从军事常识上来说，是不该放弃外线阵地的。在前沿阵地坚守，等待援军，比退缩固守更安全。那么庞炳勋的收缩退守，表明他兵力不支，即使坚守，也不过是强弩之末。板垣征四郎的分析没有错，但他低估了庞炳勋这支杂牌队伍的坚韧和顽强。

    日军第5师团决定在中国援军没有到达之前一鼓作气拿下临沂。随后再以师团主力摧垮送上门来的第59军，占领临沂后，还可以顺便吃掉另一支杂牌军。用中国话说，这叫搂草打兔子——顺捎的。梅津参谋长不愧是个中国通，他连这句歇后语都知道。

    于是，板垣师团又向进攻的日军作战部队增兵，妄图以绝对优势的军事力量消灭临沂守军。

    日军对临沂的进攻比前两天更为凶猛，飞机全天候轰炸、扫射，大炮射向临沂守军阵地上的炮弹像冰雹一样密集。一时间尘土飞扬，天昏地暗。但是庞炳勋的第3军团全体将士没有一个吭声的、喊痛的。对这场战斗，第五战区李宗仁在他的回忆录里这样写道：

    敌军以一个师团的优势兵力，并附属山炮一团、骑兵一旅，向我庞部猛扑。我庞军团率其五团子弟兵据城死守。敌军穷数日夜的反复冲杀，伤亡枕藉，竟不能越雷池一步。

    当时随军在徐州一带观战的中外记者与友邦武官不下数十人，大家都想不到以一支最优秀的皇军，竟受挫于名不见经传的支那杂牌部队。一时中外哄传，喝彩声四起。板垣征四郎显然因颜面关系，督战尤急。我临沂守军渐感不支，连电告急。

    那时的战斗场面，惨不忍睹。守军阵地大多被夷为平地，血肉横飞，伤亡惨重。日军集团式冲锋，蜂拥突进阵地。全军团所有人都拿起武器同敌人进行肉搏，双方寸土必争，在守军防线上形成拉锯战。

    板垣师团开始的时候轻视中国军队的实力，只派1个旅团，后来又增加1个旅团。现在竟派师团主力，想在较短时间里打下临沂。第3军团毫不畏惧，浴血奋战，坚强抵抗。战场上你来我往，形成交织状态，这让狂妄之极的板垣征四郎急得像条疯狗，嗷嗷叫着不知咋办才好。

    就在临沂难以支撑的时候，张自忠的第59军到达了临沂西郊附近。兵贵神速！张自忠反复强调“快”字，援军如救火，不快不行。从峄县到临沂，相距90公里，第59军携辎重等只用了一昼夜，于3月12日到达，下午全军集结完毕。

    59军快速挺进，这让日军第5师团万万没有想到。当张自忠到达临沂时，日军并不知道。他们还在部署第二天的攻击计划。第59军为了快速，先是以第38师为前卫，不带重武器，目的是先期到达，占据有利地形。其后跟进部队携带少量辎重，在前卫的掩护下，为第二批抵达。最后是全军的装备，于下午全部到达。

    张自忠同庞炳勋是在第3军团指挥部见面的。他俩曾同属冯玉祥领导的西北军。庞炳勋比张自忠资格老，官衔也要高。在1930年发生的蒋介石同冯玉祥、阎锡山之间的中原大战时，庞炳勋是反蒋军第2路的总指挥，而张自忠只是第6师的