池峰城對幾日來的戰況很清楚，本師傷亡奇重，部隊剛剛縮編，今天又受重大損失，答應增援的湯恩伯軍團又杳無音信，日軍攻勢有增無減，城內守軍益感疲憊和難於支撐，城內陣地也已支離破碎。因此，一向以毅力頑強著稱的池峰城，頭腦中也產生出撤退的念頭，他對王冠五說：“冠五，情況我清楚，撤退問題，等我請示總司令再說。”
池峰城馬上接通了孫連仲的電話：“報告總司令，今晚日軍突入台兒莊西北城區數百人，雖經我奮力拚殺，失地收複，但敵人攻勢太猛，我部死傷已達十之七八，請準將部隊撤至運河南岸，讓我們喘喘氣吧!”
孫連仲深知，像目前這樣在城內廝殺、消耗，台兒莊守備部隊有可能損失殆盡。但此時若放棄城池，則幾天來將士們的浴血奮戰將功虧一簣。為全局著想，第三十一師傷亡再大，也不能退出台兒莊。於是，他以堅毅的語氣命令池峰城道：“不許撤退，絕對不許撤退，這是命令，台兒莊若失守，軍法論處！即使剩下一個人也要戰鬥，你想撤就先拿頭來見我，然後我拿我的頭去見司令長官。”
池峰城深知撤退已不可能，第三十一師必須與城池共存亡。他再次拿起話筒對王冠五說：“總司令命令，堅守台兒莊!”王冠五爭辯道：“城是不能守了，棄城的責任，我一個人負!”
此時的池峰城，隻感到胸口一陣發緊，忽然間低頭吐出一口鮮血。一旁的參謀見狀，接過話筒，大聲對王冠五說道：“台兒莊得失存亡，關係甚大，此時放棄，我們將前功盡棄，不僅對不起死難的官兵，更對不起國家和人民。上峰的命令必須執行，台兒莊必須死守，誰再言放棄台兒莊，格殺勿論!”王冠五聽罷，鼓起勇氣道：“照命令辦，請師長放心。”
當天晚上，守軍調來了一個連的戰車防禦炮，共有火炮六門，擺開陣勢，作好準備。等到深夜，六門炮一齊發射，將日軍的好幾挺機關槍打啞了，步兵接著衝入日軍陣地，激戰一陣，日軍傷亡很多，僅有少數殘餘狼狽逃竄。
到這一天為止，在南洛一線作戰的乜子彬旅第一八五團，傷亡已超過一千人。其中幹部傷亡特別嚴重，王鬱彬和高鴻立都不幸負傷，張彬波營長傷重陣亡。他們的戰鬥直接支援了城內的戰鬥，使日軍不能專注全力向城內進攻。因此，他們立下了很大的功勞。池峰城命令乜子彬率第一八三團殘部，繞回台兒莊，守備浮橋附近，確保台兒莊的後方聯絡線，即填補禹功魁營調進城時所遺留的防地。戴炳南團仍然固守南洛陣地，並抽調有力部隊，繼續襲擾日軍。
在這天下午，孫連仲將由集團軍指揮的炮兵第七團一個營(山炮八門)及由池峰城師指揮的兩門戰車防禦炮，調歸黃樵鬆師使用。當日軍向黃樵鬆師及吳鵬舉獨立旅的陣地攻擊時，起初沒有出動坦克。等待雙方激戰的時候，日軍步兵接近衝鋒的距離時，日軍坦克突然出現，疾風驟雨般的衝過來。守軍陣地上的官兵頓時緊張起來，一再要求炮兵開炮。一個步兵營長擔心日軍的坦克衝進他的陣地，跑到炮兵陣地要求炮兵開炮。他說，如果再不開炮，而陣地失守，要戰車防禦炮連的連長負責。而炮兵連長堅持要等到日軍坦克和步兵發起衝鋒時再打。正在爭執不下的時候，日軍步兵和坦克一齊衝過來，戰車防禦炮利用隱蔽好的陣地，突然射擊，打得日軍坦克暈頭轉向，有的被打壞履帶，有的起了火。步兵營長及時指揮集中步槍和機槍射擊，打得日軍落花流水，狼狽潰退。從此以後，吳鵬舉獨立旅的官兵士氣旺盛，步兵與戰車防禦炮相依為命，很好地協同作戰，陣地始終沒有被日軍攻破。
蔣介石十分關注台兒莊方麵的戰況，日軍決心攻克台兒莊的意誌以及前線的戰況，很令他擔心，
28日深夜，孫連仲接到正在徐州督戰的軍令部次長林蔚轉達蔣介石諭旨的電話：“台兒莊屏障徐海，關係第二期作戰至巨，故以第二集團軍全力保守，即有一兵一卒，亦須本犧牲精神努力死拚，如果失守，不特該軍全體官兵重懲，即李長官、白副總長、林次長亦有處分。”
李宗仁命令所屬部隊，堅持到最後勝利。
孫連仲立即傳達各部官兵，並命令道：“為保持本軍過去之曆史，即犧牲到最後一滴血，亦奮鬥到底。為督飭各部作戰，派第四十二軍馮安邦軍長赴右翼第二十七師督戰，田鎮南軍長赴左翼第三十師、獨立第四十四旅及池峰城師督戰，對退縮不前與作戰出力官兵，依法懲獎。”
各師長和旅長接孫連仲的命令後，立即執行。池峰城還向全師官兵下達命令：“台兒莊是全師將士的光榮所在，也是我部官兵的墳墓。雖剩至一兵一卒，也要堅守陣地。從士兵至師長，任何人不得撤退，違者嚴懲無誤。”
池峰城師的全體官兵奮勇抵抗，與日軍展開肉搏，堅守了陣地。
29日淩晨3點半，黃樵鬆師第七十九旅向日軍開始猛攻。中國官兵奮勇異常，將裴莊的日軍擊潰。
29日拂曉時分，台兒莊前沿陣地還是一片寂靜。王範堂連忽然發現，在該連陣地前一百多米的開闊地帶，出現了很多縱橫交錯的壕溝，偶爾可以看見日軍太陽旗在晃動。原來，日軍經過連日晝夜強攻，發現守軍地麵火力封鎖太強，很難奏效，於是他們采用在壕溝內進攻的辦法，以避開守軍的地麵火力網。他們挖掘坑道，向守軍前沿逼近。
事情十分緊急，王範堂立即向守備指揮官王冠五報告了這個情況，並建議盡快集中莊內的迫擊炮，每炮連續打三十發炮彈，對日軍給予猛烈打擊，摧毀他們的坑道。再組織輕重機槍，進行有目標的掃射，把日軍殲滅在坑道內。王冠五聽了報告之後，來到前沿陣地查看，立即采納了王範堂的建議。守軍的迫擊炮開始轟擊，接著，機槍開始掃射，日軍被打得四處亂竄，一部分日軍撤離了坑道。
但是，日軍又增加了生力軍，向台兒莊大舉進攻。中國守備部隊趁黃樵鬆師在城外發動進攻之際，極力向入侵的日軍進攻。一線的守衛將士們，抱著寧死不失一寸陣地的決心，與日軍作著殊死的搏鬥。戰場上，隨處可見中國士兵赤著臂、跣著足，揮舞著大刀，冒著槍彈向日軍陣地施行反衝鋒。殺聲、喊聲、槍聲、爆炸聲使台兒莊一帶沸騰了。
為了徹底擊退從西北角侵入的日軍，收複失地，王範堂建議：由他率領第七連尚存的五十七名官兵，組成敢死隊，繞到日軍側麵，前後夾擊，以求全殲竄入的日軍。王冠五接受了他的請求，並擬定在黃昏前，再次集中迫擊炮火力轟擊日軍陣地，然後用輕重機槍掃射。王範堂連在炮擊開始時出從西門出去，等到機槍停止掃射的時候，分幾路從莊外越過城牆插入日軍側後。
入夜，在炮火的掩護下，五十七名敢死隊員，都戴上鋼盔，腰間掛滿手榴彈，手持短槍。他們分數路爬牆入城，插入日軍背後，以迅雷不及掩耳之勢衝入日軍陣地。一時間日軍陣地內喊殺聲四起，爆炸聲轟鳴。中國敢死隊員在日軍掩蔽部內與日軍展開激烈的拚殺。敢死隊員受傷倒下了，便拉響身上的手榴彈，與日軍同歸於盡。經過一個多小時的激烈搏鬥，殲滅了一部分日軍，另一部分日軍向北逃竄。敢死隊收複掩蔽所五個、房舍數幢。西北城角的日軍明顯受到削弱。
戰鬥結束後，英勇的敢死隊僅剩下十三人，其中包括王範堂和下士班長楊長炳。池峰城親自接見他們，對他們的勇敢獻身壯舉表示讚賞，並獎給他們三百元，以資鼓勵。勇士們對池峰城說：“感謝師長的獎賞和鼓勵，然而錢我們不能收。我們以必死的決心去戰鬥的目的，是要確保我們以及我們的子孫不做日本帝國主義的奴隸，是為了爭取民族的生存。比起死去的弟兄，我們是幸運的。如果收下了錢，我們將對不起死難的弟兄們。”
為了鼓舞守軍的士氣，第五戰區向軍委會請求，派中國軍隊飛機對徐州戰場作“象征性參戰”，即不要求空軍承擔保衛指揮中心徐州市的任務，也不要求其長期配合陸軍作戰，隻對台兒莊一線日軍陣地，作幾次示威轟炸。
30日清晨，台兒莊附近的空中傳來飛機馬達的轟鳴聲。
不一會兒，碧藍的天空中果然出現了九架銀燕。陣地上的日軍見有飛機來臨，以為又是他們的飛機前來助戰，便紛紛晃動太陽旗，以示前線敵人陣地的位置。豈料，飛機在陣地上空盤旋了幾周後，突然向日軍陣地俯衝投彈。日軍陣地頓時全麵開花，濃煙滾滾。日軍在毫無戒備的情況下被這突如其來的轟炸弄蒙了，嗷嗷亂叫著，四處亂竄。
中國軍隊的飛機完成轟炸任務後，相繼飛臨中國軍隊陣地上空，低飛擺翼，向堅守陣地的英勇官兵致敬。此時，已認出中國空軍的戰士們紛紛躍出戰壕掩體，舉槍脫帽，歡呼雀躍。許多士兵流下了激動的熱淚。中國空軍首次在台兒莊上空的出現，對堅守陣地的我方將士起了很大的鼓舞作用。
30日這一天，台兒莊西門以北，僅僅五十米處就是日軍的堡壘。屈伸命令代替已經犧牲的王祖獻當營長的胡金山，把戰鬥位置移到西門附近，挖斷日軍與守軍之間的通道，堅決頂住日軍向南擴展，用麻袋、家具、木箱裝入沙土，加強防禦，以確保西門安全通路。一方麵，池峰城報告孫連仲，請求派友軍增援台兒莊戰鬥。池峰城又命令第一八二團韓世俊團長派勇敢排長帶一個排，在西北角城外日軍戰車殘骸附近利用地形伏擊，截斷日軍城內外的交通，命令乜子彬整理第一八三團殘部一兩百人，加強西門外的防守。
戰局總算穩定了。許德厚營來增援台兒莊戰鬥，池峰城命令他們全力消滅城西北角的日軍。竄入城西北角的日軍附有步兵平射炮，在守軍火力猛攻下，他們蜷伏在城下守軍構築的掩蔽部。由於洞口是向城內敞開的，有門板和家具做掩護體，被守軍嚴密監視，在裏麵困了兩天，糧食斷絕，死亡枕藉，有的被著火的木板家具燒死了。
從此，台兒莊城內的日軍雖然繼續作困獸之鬥，然而守軍更加振奮，士氣旺盛。因此，每到下午戰鬥間歇時，有些官兵在運河北岸河堤死角下嬉戲，引吭高歌抗戰歌曲：“大刀！向鬼子們的頭上砍去……”“前麵有英勇的義勇軍，後麵有全國的老百姓……”“中國的領土，一寸也不能失守，亡國的條件，絕不能接受！”也有拉二胡唱京劇的：“我正在城樓觀山景……”
這種樂觀主義的精神極為動人。記者采訪，就有“台兒莊城內的殘酷戰鬥中，尚有‘音樂城’”的報道，正是當時的真實寫照。
30日晚上，池峰城接到幾日來杳無音信的湯恩伯軍團第五十二軍關麟征軍長的電示：“軍以任務關係，不克及時南來，殊引為憾，現奉命以全部攻擊台兒莊之側背，31日午後可與敵接觸，我輩鐵血男兒，決當與敵一拚也。”
截止28日，台兒莊激戰從23日開始，池峰城師已與南下的日軍進行了五天血戰，早已超過了湯恩伯要求其堅守三天的期限。但湯恩伯並沒有兌現他戰前許下的諾言：一旦第三十一師與日軍接戰，第二十軍團即揮師南下，夾擊日軍。那麼，湯恩伯到底是在打什麼主意呢？
說穿了，湯恩伯是在努力避免與日軍主力相遇，保存實力，根據戰局發展，相機而動。從湯恩伯和第二十軍團的行動看，湯恩伯軍團並沒有貫徹戰役開始前製定的作戰計劃。其王仲廉軍沒有在24日拂曉前解決棗莊附近的日軍並占領棗莊，關麟征軍也沒有在24日拂曉開始向嶧縣進攻。
其實，湯恩伯對於第五戰區能否守住台兒莊和臨沂是缺乏信心的，在他看來，如果這兩個方麵不保，那麼，他的第二十軍團在嶧縣與日軍主力接戰，就有受到日軍夾擊的危險。反之，如果台兒莊和臨沂的中國軍隊能守住陣地，挫敗日軍進攻，最大限度地消耗日軍，那麼，打疲憊之敵是更容易、更省力，更有把握，也更便於獲得戰功的。
因此，湯恩伯一方麵做出了避免與日軍主力接戰的部署，一方麵謊造軍情，應付李宗仁和池峰城師的不斷來電。以主力先攻擊棗莊的日軍為由，將第二十軍團主力置於棗莊以北山地，按兵不動。
湯恩伯沒有履行他的諾言。
那麼，湯恩伯軍團這些天來在幹些什麼呢？
關麟征軍於3月24日從向城出發，向棗莊以東鵓鴿窩和郭裏集一線前進。到達該線後，即與在棗莊東北山區的王仲廉軍取得聯係，準備從東、北兩個方向協同向棗莊方麵攻擊前進。
關麟征軍軍部率鄭洞國的第二師在前進途中，於下午4點前後，到達稅郭東北高地邊沿一個小村旁邊，忽然有人從村內開槍，向軍部警衛連射擊。警衛連立即散開，將這個村落包圍起來，要求村裏的人派人出來說明開槍的原因。軍部當即派上校參謀徐幼常進入村內，進行交涉。據村裏人說，這個村內駐有便衣武裝人員四十多人，是當地進步人士新組成的遊擊隊，準備在敵後打遊擊。他們聽說關麟征軍是抗戰部隊，表示願意支援前線。
軍部率鄭洞國師繼續前進，於當天晚上10點左右到達郭裏集地區。郭裏集是一個比較大的村落，周圍築有幾個碉堡樓，其中一個比較堅固的大碉樓位於村落東北角。鄭洞國師的張漢初第七十五旅當晚在郭裏集宿營。部隊的便衣偵察員白天到村裏偵察，黃昏以前便離開村子。他們走後，日軍一支幾十人的巡邏隊到達郭裏集，照例在炮樓裏麵宿營。因此，中國軍隊當晚沒有發現這個大碉樓內藏有日軍。
25日拂曉，日軍發現了中國軍隊，從炮樓裏開槍射擊，張漢初旅有十多人傷亡。他們開始以為對方是日軍的便衣隊，經過詳細調查，過了一兩個小時，才判斷那個大碉樓裏藏有日軍。張漢初旅馬上向大碉樓進攻，用輕重機槍和蘇羅通小炮封鎖碉樓射擊孔，並挖掘地道，準備用炸藥炸毀碉樓，以迫使日軍投降。日軍據守碉樓，進行頑強抵抗。軍部得知這一情況後，立即派出一個連的野炮兵，直接瞄準碉樓射擊，把碉樓上層轟垮，樓上的六十多名日軍紛紛跳樓，企圖逃走。下午4點左右，除十多名日軍向棗莊方向逃走外，大部分被擊斃擊傷。師部希望多捉幾名俘虜，命令張漢初旅設法追捕。從望遠鏡看去，日軍比中國軍隊跑得快，一方麵是因為他們在逃命，另一方麵也反映出日軍的體力比中國士兵強。結果，隻俘虜了一名日軍中士。
那名日軍中士，屬於第十聯隊第二大隊。經過軍部審訊，得知以下情況：第一，日軍瀨穀支隊的第六十三聯隊，主力已於3月22日到達嶧縣以南，準備進犯台兒莊；第二，日軍第十聯隊第十大隊，24日從臨城出發，到棗莊宿營，準備向臨沂方向前進，負有策應阪本支隊作戰的任務。在郭裏集發現的日軍，就是第二大隊先頭的一個中隊；第三，瀨穀支隊主力現在臨城集結，準備向嶧縣前進。
在圍殲日軍的時候，張耀明命令戴安瀾第七十三旅派出一個營，對棗莊方麵警戒。正午時分，棗莊的日軍派出三四百名步兵向郭裏集猛撲，企圖救援碉樓裏被圍困的日軍，遭到戴安瀾旅的迎頭痛擊，隻得退回棗莊。
鄭洞國的第二師向鵓鴿窩推進。因在山路行軍，走了不少彎路，天亮才到達目的地。同一天下午，他們在距離鵓鴿窩附近山腳下約兩千米處的一個小廟旁邊的高地上，發現約四五十名日軍在構築工事，鄭洞國立即派出一個步兵營，在炮兵支援下，向這股日軍進攻。日軍向棗莊方向逃走。鄭洞國師的這個營占領高地以後，向棗莊方麵警戒。
3月25日下午4點左右，關麟征軍軍部在鵓鴿窩附近高地上觀察到棗莊通往臨城的大道上塵土飛揚，在夕陽西照下，逐漸看出有日軍步炮兵大部隊行軍，向棗莊方麵急進，兵力約為五千人。關麟征判斷這股日軍是瀨穀支隊主力，可能於26日向郭裏集一帶大舉進攻。他當即命令張耀明留一個加強步兵營，加上各團的便衣隊，由一名得力的副團長指揮，在郭裏集和鵓鴿窩之間占領廣正麵製高點，構築工事，欺騙日軍。如果日軍向該加強營進攻，他們可逐步向東撤退。張耀明師主力於當晚撤到鵓鴿窩東邊山上隱蔽，準備乘日軍東進或南下時，會同鄭洞國師和王仲廉軍以全力進攻其側背。
關麟征將敵情和對策報告了湯恩伯，並要求湯恩伯命令王仲廉軍與關麟征軍協同一致向日軍攻擊。這時，湯恩伯及王仲廉軍還在抱犢崮山區。
3月26日，日軍飛機不斷向郭裏集附近村莊投彈轟炸，並進行炮擊，然後以裝甲車掩護步兵前進。張耀明師的那個加強步兵營和便衣隊按照原訂計劃，一邊抵抗一邊向東撤退。直到上午10點左右，日軍才占領郭裏集附近的村莊，浪費了許多炮彈。中午12點，關麟征和他的參謀長姚國俊在鵓鴿窩觀察日軍的行動，清楚地看到日軍除以一部向東搜索外，大部分陸續向郭裏集附近村莊集合整隊，以步兵和炮兵為主，共約五千人，並有戰車和裝甲車等。這股日軍陸續向嶧縣和台兒莊方向開去。
在3月25日到3月26日，湯恩伯沒有按原訂計劃命令王仲廉軍會同關麟征軍向棗莊攻擊前進。當鄭洞國師全力向棗莊外圍攻擊時，王仲廉軍隻派出一個旅配合作戰。但這個旅也沒有全力配合，隻派出一個團，而這個團又隻派出幾個排在棗莊外圍擾亂了一下。關麟征要鄭洞國派人與王仲廉軍聯絡，連個人影也找不到。
湯恩伯對關麟征提出的攻擊日軍側背的意見，也沒有發出指示。26日下午，關麟征派姚國俊和張耀明師參謀長覃異之，前往湯恩伯總部彙報情況，並請示今後的作戰行動計劃。
姚國俊和覃異之騎著馬向抱犢崮山區前進，半夜在路上遇見湯恩伯總部正從抱犢崮向南移動，湯恩伯躺在擔架上，小聲地向覃異之詢問日軍的情況，然後對姚國俊和覃異之說：“情況發生了變化，詳細情形到宿營地再談吧。”在休息的時候，湯恩伯又對覃異之說：“敵人正在猛攻台兒莊，看來台兒莊是守不住了，敵人可能比我們先過運河南下。”
27日拂曉，一行人到達一個山間的村落，這就是湯恩伯總部的宿營地。覃異之急於了解情況，就到軍團部參謀處訪問處長苟吉堂。在參謀處，覃異之看到孫連仲給湯恩伯的告急求援電報，其中說道：“敵步炮兵兩千餘人從3月24日起不斷向我台兒莊附近陣地發動猛烈攻擊，其後尚有增援部隊向台兒莊方向前進。我三十一師傷亡慘重，盼以全力攻擊敵之側背，支援台兒莊之防禦。”