1938年4月3日,台儿庄全庄三分之二已为日军所占,中国军队退守南关一隅。日军疯狂调集重炮、坦克猛冲,志在必得,日军电台还宣称已将台儿庄全部占领。正当台儿庄一线的守军浴血奋战之际,汤恩伯军团一直逡巡不前,直到李宗仁严令之下,汤恩伯才挥师南下,协同孙连仲部队夹击台儿庄正面之敌。4日,中国军队开始反击,击退由临沂增援之敌。
6日黎明,台儿庄北面炮声渐密,汤恩伯军团已出现在敌后,日军撤退不及,遂陷入重围。6日晚,中国军队以优势兵力发起总攻。与此同时,台儿庄守军也及时出击,杀声震天,锐不可挡。最终矶谷师团长不得不率残部突围窜往峄县,闭城死守,己无丝毫反攻能力。台儿庄会战至此胜利结束,此役共歼灭日军11984人,击毁日军坦克车30余辆,掳获大炮、机枪等军用物资无数。