张自忠部此时远在淮河流域一带，但是在接到命令之后，立刻以最快的速度，向临沂方向增援。此时日军也掌握到张自忠部的动向，但是日方估计，59军最快也要3天的时间，才能从峄县赶到临沂，所以日军认为可以抢先击溃在临沂弹尽援绝的庞炳勋部，然后再以逸待劳地反击张自忠部。因此日军估算张自忠部不但不能及时赶到临沂成为救援军，反而成为送上门来的"找死军"，但是张自忠率领59军进行日夜的急行军，在一日一夜之内，提前赶到临沂。因此59军在敌方完全没有预备的状况下，就有如从天而降般地猛攻日军第5师团背侧，庞炳勋部将士更是拼命地从阵地反击。
日军绝对没有想到中国军队竟然会运用这种内外夹攻的拼命打法。日军第5师团遭到极其惨重的损失，已经无法继续支撑作战，只有先撤退回莒县以困守待援。当时日军虽以超过一百余辆的卡车，满载阵亡的日军尸首，但战场上仍然遗留了不少的死尸。
这对曾经的冤家在危难之中再次相见，在国难之时，摒弃前嫌，共御外辱。
