师团第33旅团长濑谷启接到第2次要求增援的电报时，亦接到第10师团要其对台儿庄进行果断攻击的指示。当日濑谷决定由63联队长福荣真平率仅有的第3大队前往增援。
当27日福荣真平在前进的途中时，在台儿庄的第2大队已发起攻击，结果台儿庄东北角一段被其占领，但31师又很快将其包围。
福荣真平于27日从峄县出发，当天傍晚到达台儿庄以北约4公里的刘家湖，部署第二天的战斗。
当天早晨濑谷启已决定将第10联队也派往台儿庄，因汤军团在枣庄以东的郭里集附近继续发动猛攻，因而濑谷在27日夜间改变决定，令赤柴八重藏的第10联队不去台儿庄，改至郭里集附近。
而在台儿庄作战中，第5战区始终将主力置于鲁南山区的枣庄、峄县、临沂地区，并对敌发起连续地攻击，使临沂与枣庄、台儿庄之敌无法会合。
对台儿庄的正面则以重兵防守，以31师在台儿庄内及外围附近，此外战区司令部还命令第27师及独立第44旅在台儿庄东侧，第30师在台儿庄西侧，第110师除将运河防线向东延伸至顿庄闸之外，后期将防务交给第22集团军，该师则由万里闸渡至运河以北，在第30师的西侧，攻向台儿庄以北的北洛车站。
3月27日，第5战区在探知日军主力南下台儿庄之后，当即命令汤军团放弃攻击枣庄、峄县之计划，速以一部监视当面敌人，主力向南转移以歼灭台儿庄之敌。
第5战区根据敌于3月24日竟突进了台儿庄虽被逐出，但27日敌又攻入庄内的情况，为扭转这一不利局势，于27日向在台儿庄以南约6公里之韩佛寺的第2集团军总司令孙连仲下达了限期歼灭台儿庄之敌的严令。
3月28日福荣真平大佐63联队的两个步兵大队，开始对台儿庄进行了第3次攻击。
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
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