台儿庄，位于津浦路台枣(庄)支线及台潍(坊)公路的交叉点，扼运河的咽喉，是徐州的门户。日军由于前一阶段在津浦路南北的侵犯都无法进展，便改谋先攻下台儿庄，再围取徐州。1938年3月中旬，北线日军分左右两翼，向台儿庄进犯。左翼日军第5师团，自青岛崂山湾、福岛登陆后沿胶济路西进，以坂本支队向临沂猛攻。

国军以庞炳勋第3军团第40军马法五师等部坚守临沂，调张自忠第59军，于3月14日向日军侧翼反击。经数日激战，有效地阻击了敌人，使日军攻占临沂的企图终未得逞。右翼日军第10师团懒谷支队沿津浦路南下，进攻滕县。中国军队第22集团军122师与敌血战两昼夜，师长王铭章以下大部殉国。

日军在攻陷滕县后移军东向，沿枣台支线进攻台儿庄。3月23日，日军开始猛攻台儿庄。中国第2集团军池峰城率31师官兵坚守台儿庄城寨，与敌炮火、坦克相挤，至死不退，后又加入27师等部，于城外与日集团军由北向南，大举反攻。

日军遭中国军队内外夹击，死伤枕藉，至7日夜，除小部突围逃跑外，大部被歼。此役，中国军队摧毁了日军第5、第10两个团之精锐部队，歼灭日军1万余人，缴获了大批武器和装备，这是中国抗战以来正面战场取得的最重大的胜利。徐州会战的第3阶段是中国军队主动突围。

台儿庄大捷参战将领

李宗仁第五战区司令长官台儿庄战役国军总指挥;孙连仲第五战区第2集团军司令;汤恩伯;卢汉;张自忠第五战区第59军军长;田镇南第五战区第30军军长;关麟征第五战区第52军军长;第五战区作战部参谋长：封裔忠;池峰城第五战区第31师师长;王铭章第五战区第122师师长;仵德厚国军敢死队队长，一线战地指挥官。