李宗仁闻讯，打电话向邓锡侯祝贺，送来了120头猪慰劳官兵们。
蒋介石闻讯，似乎不相信自己的耳朵，对他的办公室主任陈布雷说:“他们打了胜仗，使我们对川军刮目相看了。没想到没人要的杂牌军到了徐州，就成了人人夸的英雄呢！”
陈布雷笑着附和说:“也许民族jīng神在他们身上得到了振奋，民族危难，可以使忠肝义胆的川军去赴汤蹈火。”
1月底，川康绥靖主任兼第七战区司令官刘湘病逝武汉。邓锡侯因抗战有功，蒋介石tiáo他回四川，接替了刘湘的职务。邓锡侯离开徐州那天，对孙震及第四十一军总指挥王铭章说:“川军的好名声是弟兄们用血汗打出来的，你们要好好爱惜。多打胜仗，就是最好的爱惜。”
日军矶谷师团长得知两下店被袭，气愤之极，立即命令由他指挥的第十师团、第一○六师团、第一○八师团，总计4万余人，在45架飞机的掩护下，南下扫荡界河、滕县。
接替邓锡侯职务的孙震在作战会议上，把战局和敌情做了详细的分析和介绍，他怀着从未有过的激情，号召大家说:“弟兄们，前几天打了胜仗，我们不能骄傲，不能背上这个骄傲的包袱，我们一定要再立新功。要打几个大胜仗给蒋委员长看看，给全国民众一个振奋人心的鼓舞！”接着，他下达了作战任务，由第四十五军在津浦路左侧布防阻击，由第四十一军负责在沙河至滕县一线布防阻击，王铭章为前线总指挥，负责协tiáo各方面关系。
3月14日一清早，矶谷指挥部队发起全线进攻。一时间，烟尘四处腾起，火药味弥漫在山岭田野上空。第四十五军之一二五师和一二七师最先与敌人交上火，官兵们高声地呼喊着，将手榴弹雨点似地朝鬼子的头上扔去。反扑的鬼子付出不小的代价，一批一批地倒在铁路边。
14、15日，日军连续两天的进攻，都没有占到便宜。16日，矶谷以3000余兵力，向第四十五军的右后方龙山、普阳山迂回包抄。他的这一招很快被第四十五军识破，立即抽出一个团将迂回的日军顶了回去。
17日一早，矶谷改变了战术，集中5000步兵，猛攻滕县，守军浴血奋战，但是兵力单薄，苦力支撑到下午4时，伤亡过半，迫不得已且战且退，当他们退到距滕县县城不到10公里时，王铭章打电话给临城的孙震求援。孙震当时手中只有一个特务营，其中只有三个步兵连和一个手枪连兵力。接到求援电话，孙震二话没说，留下一个手枪连，命令三个步兵连火速开到滕县。他对王铭章说：“战区tiáo汤恩伯部来增援，明天就会赶到，你务必要固守到明天午后。”
远水解不了近渴，怎么办呢？王铭章只得自己内部tiáo整部署，他命令在滕县以北沙河的第七二七团张宣武团长，留下两个营在原地担负阻击，抽出一个营由张团长带队，跑步赶回滕县布置城防。
太阳下山时，张团长率部到达滕县北门，王铭章上前握着他的手说：“估计明天一早敌人就会光顾滕县，我命令你担任城防司令。我负责对上联系，争取向总部和我区多要援兵和弹药。我们俩分工，你负责指挥守城，我负责侦察敌情，提供兵力和弹药，如果没有兵力和弹药，你就打我的pì股。”
张团长连夜指挥官兵们构筑工事，加固城墙。他还抽出一部分兵力，在内城墙边挖防空洞和绑云梯。这样，在敌人飞机投弹或打炮时，城墙上留下少数哨兵担负瞭望哨，多数人隐蔽在防空洞内。如果敌人步兵攻城，防空洞内的官兵便迅速通过云梯，爬上城墙战斗。
后半夜，从徐州方向开来一列火车。车子停稳后，驾驶员告诉王铭章，给他们运来了两车皮子弹和五车皮手榴弹。
听到这个消息，把王铭章兴奋得紧紧握住驾驶员的手，一个劲地说:“谢谢，谢谢，这真是雪中送炭啊！”他转身对卫兵说，“快去拿一条香烟来，我要送给这位驾驶员，算是奖励。”
子弹和手榴弹很快下发到士兵手中，平均每个士兵发了一箱子弹和两箱手榴弹。
3月18日，天刚麻麻亮，矶谷就集中了万余兵力，由25架飞机掩护，向滕县发起攻击。敌人兵力超过中国守军的半数，还有飞机、坦克配合，