第二天拂晓，日军田中旅团沿着公路向临沂的前哨汤头发动进攻，沈云龙部在此驻守的是101旅120团……ｃ120团是在昨天下午赶到的，团长汪道明在汤头和葛沟的山洼里放了二营和三营，让他们在那里修筑防御工事，准备随时出击。他自己带着一营，埋伏在汤头北面的小山坡上。
小山坡大约高100米，山顶比较宽大像个帽子，而且上面长满了野草，正好用于隐蔽。汪道明将20挺机枪集中在山坡的右侧，对准山下公路的拐弯处，其余部队全都隐蔽在山坡上。一个小时以后，汪道明从望远镜中隐隐约约看到鬼子的车队正沿着公路向前行进。
于是汪道明下达了准备战斗的命令。一营的官兵们一个个睁大着双眼，趴在阵地上，都将准星对准了拐弯处。机枪手也已经压下子弹，准备随时扣动扳机。
这时，鬼子的汽车开到了公路的拐弯处，汪道明看准了时机，挥臂高喊一声：“弟兄们，打！”
顿时，机枪子弹像疾风般猛扫过去。前面的几辆汽车被子弹击中马上瘫在原地，冒着黑烟和火光，鬼子的车队被堵住了。这时隐蔽在山上及山洼的伏兵，加上山顶上的官兵们，如两把利剑一样，直插敌人的心脏。鬼子遭到了沈云龙部的偷袭，一片慌乱，继而四处逃窜，被子弹打死打伤的不计其数。
不一会儿，鬼子的飞机和火炮开始增援，汪道明见自己部队的伤亡比较大，于是就像沈云龙请示，沈云龙想了一会儿后，同意了汪道明的请求，让他撤回部队。
鬼子占领汤头以后，不做停顿，立马南下，兵锋直指离临沂只有15公里的白塔和太平。沈云龙在得到情报后，命令101旅的121团和122团，分别赶到白塔和太平阻击鬼子的进攻。又命令120团从右边迂回去抄鬼子的右路，师属独立大队沿沭河东岸，抄敌人左侧。一个小时以后这三路人马和鬼子在铜佛庄附近遭遇，从上午一直打到傍晚，敌人没想到沈云龙会孤注一掷，将防守临沂的部队全线派出，结果损失惨重。这时沈云龙又待不住了，亲自赶到前线，在他的率领下，101旅余部和师属独立大队，对鬼子发起了最后一击。两小时后，日军第56步兵联队被102旅全歼。
这次歼灭战打掉了鬼子的嚣张气焰，整整10天没敢向临沂前进一步。
第五师团长坂垣见临沂屡攻不破，暴跳如雷，他没想到最优秀的“大日本皇军”，堂堂的“钢军”，竟然连续几次栽在一支名不见经传的支那军手中。他觉得羞辱，整天拿着望远镜，在鲁南绵亘的山峦上转悠，反思着前段日子失败的原因。最后，他总结出教训，认为是因为攻击面过宽，分散了兵力。
“对，一定是这个原因！”坂垣认为自己找到了症结所在。于是从3月12日起，他调集了田中旅团7000余兵力，在35门大炮和31辆坦克的配合下，猛攻临沂外围的东南阵地，企图挽回败局。
3月12日，田中旅团就像沈云龙部102旅阵地发起了猛攻。鬼子的这次进攻是疯狂的，前面部队倒下了，后续部队踏着同伴儿的尸体继续向前冲，一次又一次对102旅的阵地进行冲击。
“师座，鬼子的火力太猛了，我部就要支持不住了，给我派点援兵吧。”102旅旅长在和沈云龙的电话里说道。
“援兵我会给你派，但你们旅必须坚守到今天晚上。如果阵地失守，提头来见！”沈云龙命令道。
“是，誓与阵地共存亡！”黄诚挂完电话后，拿起枪，带着旅部所有喘气的人去支援一线阵地。
临沂城新编99师指挥部，沈云龙看着地图，手指不停地敲击着桌面。他现在不给黄诚派援兵就是派鬼子声东击西去攻打莒县，所以他一定要黄诚坚守到晚上。如果鬼子是佯攻的话，那他就得不偿失了。
这时参谋长蔡华走到沈云龙的近前，打断了他的思路，“师座，让我带人上去吧，我刚刚用望远镜看了，黄诚他们打得很艰苦啊，好多阵地已经易手好几次。如果再不派人的话，我怕他真的坚持不住了。”
沈云龙抬头看了看蔡华，然后说道：“参谋长你该知道，我们现在哪儿来的兵啊？”
“云龙你看这样行吗？我带着师部所属部队前去增援黄诚！”一旁的饿副师长金荣插口道。