后撤邹县，与师团部会合。
三月下旬，第五师团主力（两次进攻临沂损失了将近两万人），在得到酒井旅团支援后再次对临沂展开强攻。
为了聚歼部分日军，减轻后续战事压力，王栋主动联系战区指挥部之后，逐次放弃外围防线，调集部分部队到外县隐蔽待命，城内只留下临沂保安一团、二团，第一师魏明亮旅，游击二纵队华梓延部两个团，有华梓延、魏明亮统一指挥，牵制敌人，自己率领特纵撤退至城西北；同时调集游击一纵队王大义两团，埋伏于东面凤凰岭一线；张自忠部主力进至城南沂水西侧；以外出藤县歼敌的特纵一部，设伏于城西北，担负警戒第十师团援军的任务。
经过一昼夜血战，第五师团残部和酒井旅团遭到重创，一昼夜进攻，损失了近两千人。最后，在数架飞机，几十辆坦克和装甲车掩护下，酒井旅团终于打开了南城门守军主动向城内和城墙两翼撤退，鬼子在装甲部队突击引领下，刚通过废墟，进抵南门内侧，连续的剧烈爆炸传来，数量装甲车，两辆坦克，以及后面尾随的上百名鬼子兵被炸，死亡殆尽。
主力汇聚到南城外面的日军，还没从爆炸中回过神来，一阵猛烈的炮火，从身后东南，西南两侧传来。不足十分钟，酒井旅团一
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