五十九
由于战区司令长官李宗仁指挥有误，失去了歼灭坂本支队的战机，致使日军第五师获得喘息的机会进行反扑。
21日，张自忠率五十九军主力由临沂直趋滕县，22日晨到达费县附近，此时庞炳勋转来李宗仁电话，命五十九军停止前进，原地待命。
张自忠估计，临沂战局有变。一面命部队停止前进，一面派侦察部队返临沂侦察敌情。
原来板垣征四郎大败丧气，正感穷途末路之时，突然得知张自忠部他调，不由大喜，额手称庆道：“张自忠部调走，真是天助我成功矣。”他忙纠集残部，调派援兵，向临沂发起猖狂反扑。
庞炳勋以疲惫之残部应战，只有招架之功，那有还手之力，被迫退守原阵地，临沂以东桃园、黄山一线。日军发动猛攻，庞军陷于苦战，局势十分危急，庞炳勋无法，只得向战区一再告急求援。
蒋介石获悉临沂再度告急，即电张自忠：“第五十九军不必向泗水、滕县分转兵力，仍应协力第四十军迅速歼灭临沂北方之敌，以竞全功，而利大局为要。”
五十九军由于牺牲颇重，心情压抑，加之上面指挥失策，坐失战机，致使敌人起死回生；我军往返奔波，极为疲惫，对于这朝令夕改，不当指挥颇有怨言。张自忠多方训导，安抚军心，鼓舞士气。张克侠在日记中写道：“军长训话时，官兵皆哭，诚亦伤心事也，多少可爱儿女，已血洒疆场矣！”
23日夜10时，五十九军以强行军返回临沂。24日下午，五十九军抵达临沂。张自忠入城见庞炳勋。
张自忠的到来，令庞炳勋百感交集，他涕泗横流地对张自忠道：“荩忱，真难为你了。这次他们来得更凶，我几乎快成光杆司令了，实在难以支持。要不是你及时回来，四十军将全军覆灭，临沂势难保全了。”
张自忠此时的心情也很沉重，他向庞炳勋说出这次在路上反复思考的方案：“现在我们已失去了主动权，这是很可惜的。五十九军伤亡很重，此次已不宜再取攻势，应当逼敌侧背，建立阵地，敌人必然回攻，城围自然可解。而我可凭借工事予敌重创，然后再转入攻势，这样较为有利。”
庞炳勋大惊，他误以为张自忠采取守势，意在保全实力，不愿全力相救。他声音颤抖地说：“荩忱，我的队伍已拼得差不多了，这你是知道的。五十九军若不取攻势，我只有全军覆灭了。念咱们西北同源，无论如何请你想想办法。老弟的恩德于公于私我当永志不忘。”
张自忠注意到庞炳勋双眼已哭肿，看来部队伤亡惨重，使他悲痛不已。看着庞炳勋老泪纵横、布满血丝的双眼，以及他步履蹒跚的龙钟老态，不由深感同情。他商定在不利条件下再次发动攻势，以解救庞军之危。
这时蒋介石亲自从徐州打来电话，分别与庞、张谈话对他们倍加勉励，要求守住临沂，以竟全功，并保证补给不成问题……。
25日，五十九军杀入临沂西北，以迅雷不及掩耳之势攻占了沂庄、南曲坊一带，并扫清了附近残敌。但庞部却传来坏消息，桃园、三官庄等据点均告失守，九曲庄也将不保。
张自忠非常着急，立即派一个团另两个营直接增援四十军，以巩固临沂东侧阵地，另以一部警戒临（沂）费（县）公路，并负责截击敌人。
入夜后，他下令一八○师主力向沂河东岸坡埠、杨家岭发动佯攻，以迷惑、牵制日军，然后命三十八师主力向临沂城北之古城及前后明坡发起突然进攻。日军猝不及防，伤亡惨重，但是很快就稳住了阵势，便出动十几架飞机及大批中型坦克，配合步兵向三十八师发动反扑。我军在毫无凭借的劣势情况下，以血肉之躯与忠贞的意志与日军逐村逐屋展开争夺，打得十分艰苦、惨烈。
战斗打响不久，张自忠就赶至三十八师督战，他的亲临第一线，令官兵士气大为振奋，英勇冲杀，终于攻下古城。
正在这时，临沂以东庞军阵地再度告急，请五十九军增援，张自忠不得不从有限的攻击力量中抽出一一四旅从七沟、七皋强渡沂河，向临沂东侧桃园、独树头、三官庙一线日军发动进攻。但古城方面，日军趁三十八师立足未稳和主力他调之机发起反扑。激战至深夜，古城西部两个大院被敌占领。
张自忠得报后飞骑赶到，立即组织火力进行反攻。他发现敌人所占的一个大院内堆满高梁秸和稻草，便下令用火攻。士兵们将棉花浸饱汽油后绑在手榴弹上，掷向草垛。顿时院内一片火海，当日寇正在惊惶失措时，张自忠下令推倒院墙，发起冲锋，将上百日军全歼院内，另一大院日军见势不妙，狼狈逃走。
张自忠将军部迁到古城，指挥部队向日军阵地进攻。
26日，一一四旅渡河向桃园、三官庙发起攻击，上午攻克桃园。但三官庙庞部构筑工事很坚固，现反为敌军所用，久攻不克，伤亡甚重。下午日军由独树头出动，反攻桃园。同时大部日军向西迂回，过河抄袭五十九军后方。张自忠急向后方义堂集派兵，当晚桃园失守。
经一天激战，一一四旅伤亡大半，官兵伤亡千余人，目睹士兵们死伤相继，张自忠心痛得潸然泪下。
基于一一四旅难以立足河东，军部后方又出现敌情，张自忠决定退守沂河西岸，此时沂河南岸敌情已很严重，占领义堂集的坂本支队第二十一团准备从西北方向进攻临沂，另一支日军渡河到达临沂以北地区；临费公路上，距临沂十公里处又发现千余日军。
