各部队全都抵达预定的位置之后，第5战区司令官意识到时机已经成熟，当即命令部队按照事先的作战计划行动。
而此时台儿庄庄子里的争夺也进入了最激烈的阶段，庄内的敌63联队在得知第5师团21步兵联队的增援已到，便从东门地区猛烈向西攻击，前进了约100米并占领了东南的寨门。
与此同时日军步兵第10联队主力，则向台儿庄以东迂回，向南攻占了台儿庄东南约2公里大运河边的黄庄并施放烟幕准备强渡运河，被独立第44旅击退。后因国军加紧在北洛地区的进攻，敌步兵第10联队在黄庄仅留一个中队，主力随即返回。
已到达台儿庄以东附近增援的坂本顺第21旅团，在台儿庄东南约5公里的大石埠、蒲汪一带遭到张琪第6师的猛烈抗击而无进展。
4月4日，台儿庄内的日军继续向西猛攻，遭到强烈抵抗，仅前进约80米，第10联队已由黄庄返抵北洛。
而坂本顺第21旅团在台儿庄以东的蒲汪，遭到第6师、第27师的包围攻击。此时第5战区的部队正按计划由北面、东面，向台儿庄进行大合围，空军先后出动27架飞机，轰炸了泥沟车站和台儿庄东北一带的日军，整个鲁南战场的战斗更趋激烈。
有鉴于此，日军第33旅团长濑谷启企图从西面加强攻击，令集结在北洛附近的第10联队从台儿庄西面发动进攻，但遭到第30师、第110师的顽强抵抗而无进展。
由于第5战区的部队已向台儿庄以北地区合围，在台儿庄以东的坂本顺旅团，发现情况紧急，乃于4月5日晚向北撤退，返回临沂。
值得一提的是，濑谷启曾发电询问坂本顺的有关情况，但坂本顺不作正面肯定的答复而撤走，而此举也直接将濑谷支队给坑了。
由于坂本顺突然将4个步兵大队、2个炮兵大队及战车部队撤走，使台儿庄附近敌军的兵力减少。
此时，汤军团正从北面
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