第五戰區長官部判斷，恃戰勝餘威、驕狂分萬的磯穀師團長一定不待蚌埠方麵北上敵軍的增援呼應，便要直撲台兒莊，以期一舉攻下徐州，搶先奪取打通津浦路的大功。第五戰區故調兵遣將，張網以待。
除以孫連仲部正麵迎敵外，又派湯恩伯潛行南下拊敵之背，協同孫部包圍日軍而殲滅。
3月19日，孫連仲接到命今後，立即指揮部隊東調，指定參謀人員先行赴徐州以北地區選定前線指揮所。同時命令池峰城第三十一師進駐台兒莊及其附近地區，構築工事，掩護他部陸續集中。
第二集團軍完成後的布防概況是：台兒莊城寨由第三十一師一八四團防守。該師其他部隊一部分防守台兒莊以西七裏之範口村及以東約三裏之官莊，準備協同台兒莊核心之作戰。另一部分沿大運河南岸布防。池峰城在城寨外指揮。
第二集團軍的第二十七師、第三十師和第四十四旅陸續集結於賈汪東北和台兒莊以南地區。總司令部設在距台兒莊城寨五公裏處。
3月22日，池峰城師進駐完畢。次日，由嶧城南下之敵進犯台兒莊，中國軍隊還擊，形成對峙狀態。劉蘭齋率騎兵從台兒莊北門出擊日軍，乜子彬旅長率第一八三團跟進，在康莊與日軍騎兵遭遇，出擊部隊邊戰邊退，誘敵深入。
第一八三團在獐山與日軍激戰至晚。同日下午，敵機多架在台兒莊一帶低空飛行，進行偵察掃射、一場喋血大戰即將展開。24日晨，日軍三個聯隊約五六千人，在飛機、坦克、重炮配合下，向台兒莊猛撲。
臨戰之際，孫連仲親赴前線命令下屬：“麵臨強大的敵人，我們隻能依靠地形擋住它，再利用夜裏的小突擊拖住它。沒有命令，決不撤退。”
戰鬥中，日軍摧毀了台兒莊北城牆，從突破口衝了進來。池峰城親率敢死隊與敵拚殺。李宗仁聞報，明令以十萬銀元獎賞。但敢死隊員一致表示：“隻要抗戰，不要銀元！”
當晚，池峰城身先士卒，率隊夜襲敵陣，在第一八六團配合下，殺出一條血路，將從突破口衝入日軍全部消滅。此後連續數日，敵軍仗其優勢武器裝備，利用白晝作戰。
中國軍隊堅決抵禦，同時摸黑夜襲，消滅敵人，雙方展開了激烈的拉鋸戰。29日淩晨，孫連仲召集軍、師、旅長及炮兵團長會議，重申固守台兒莊之誌。並指出：當麵之敵似在待援中，我以鉗形攻勢當可聚殲之。第三十一師仍須獨自為戰，以利外線組織戰鬥。
戰鬥延續到4月3日，日軍攻占了台兒莊的東南門，侵入城寨內百米，同時擲催淚瓦斯彈。台兒莊三分之二的地方為日軍占領，中國守軍死傷十之七八。孫連仲的部隊據守南關一隅，死拚不退。
這時，李宗仁來電話，嚴令第二集團軍守至次日拂曉，等待湯恩伯軍團前來增援。孫連仲大義凜然地說：“長官有此決心，我第二集團軍犧牲殆盡不足惜，連仲亦以一死報國家。”
旋集合可用之兵，包括炊事兵、擔架兵都一並參加，組成一個敢死隊，於午夜襲擊敵人。這時，池峰城來電話請示可否撤退至運河南岸，孫連仲命令說：“士兵打完了，你自己填上去。你填過了，我就來填進去。有誰敢過河者，殺無赦！”
池部乃以必死之決心，逐屋抵抗至4日黃昏，將敵增援部隊擊退。
4月6日，中國軍隊完成了合圍任務後，全線出擊。日軍磯穀、板垣兩師團陣腳大亂，狼奔豕突，漸向北撤去。孫連仲部與友軍內外夾擊，橫掃殘敵。
台兒莊戰役以中國軍隊的全勝而結束，史稱台兒莊大捷。此役中，孫部武器雖劣，但官兵勇於作戰、不怕犧牲的精神彌補了這一點。近戰時大刀也發揮了很大威力，孫部官兵還用十二枚一捆的集束手榴彈炸毀敵軍坦克。
對待這樣一位中國抗戰史上的名將，韓行當然是非常的尊敬。越走越近時，見到了孫連仲的相貌，也是非常的出眾。
孫連仲可以說是大個子，大塊頭，非常魁梧，比別的人將要高出一頭，將近一米九，要說他能一人扛起238斤的山炮，也絕不為過。大個子就配上了一個大頭，臉是非常的大，這樣倒顯得鼻子、嘴小多了。
韓行到了孫連仲的跟前，一個立正，敬禮說：“報告孫司令，南征軍韓行特來向您報道。”
孫連仲也給韓行回了一個軍禮說：“第二集團軍孫連仲歡迎你！南征軍，戰績卓著的南征軍，哪個不知道啊！歡迎，歡迎你韓司令，今日一見，想不到你是這麼年輕啊！幸會！幸會啊！”