擔任城防的部隊，都徹夜構築工事；作為預備隊的部隊，則徹夜搬運彈藥、糧秣。這天夜裏從臨城運來一火車糧食彈藥，特別是手榴彈相當充足，它成為守城戰中最得力的武器，東關和城上的守兵每個人都有一箱手榴彈（每箱50顆）。
麵對把矛頭已經直接指向滕縣縣城的萬餘敵軍，守城部隊官兵個個摩拳擦掌，一場爭奪縣城的惡戰即在眼前。
果然，16日黎明，敵以便衣隊20餘名向東關搜索而來，我防守東關外郊之嚴營隱藏於牆邊屋角，待敵既近，遂以狙擊，將其全部殲滅。6時許，敵以重炮8門及步、騎聯合約千餘之眾，逼近滕城。其炮兵陣地位於城東五公裏處，猛烈轟擊城廂。一時間，槍聲大作，炮聲隆隆，縣城內外被濃烈的煙霧所瀰漫。我嚴營沉著應戰，待敵接近，即以手榴彈擊之，斃敵甚多。敵復繼續猛攻，我東關陣地告急，乃抽調第一二四師第三七○旅及第三七二旅各一營增援，協助嚴營與敵往返衝殺，多數均犧牲。
戰幕拉開後，駐西關電燈廠的王銘章立即打電話給城防司令張宣武，詢問情況。隨後即進城到第一二四師師部，召集在縣城內的陳離師長、稅梯青師長、王誌遠旅長和張宣武團長開會，研究敵情，商討作戰方案。他先向張宣武詢問城防部署、工事構築、彈藥補充等情況，接著又問：“張團長，守城有沒有把握？”
張宣武：“守多久？”
王銘章：“兩三天。”
張宣武：“城內現有兵力和敵情你都清楚，你看可以守多久？”
王銘章：“守一天多有沒有把握？”
張宣武：“擔任城防的10個步兵連，有6個連都不是我所署的建製部隊，嚴、劉兩營的戰鬥力如何，我無法估計，因而我不敢保證能守一天多。”
王銘章：“我們的援兵最快也得夜裏才能趕到，如果我們不能守一天以上，那就不如在城外機動作戰。”
說完，他轉而問在場的幾位旅長、師長：“你們大家意見如何？”
幾位師長、旅長和幾個師參謀長都同意在城外機動作戰。於是王銘章立即打電話向臨城的集團軍總司令孫震報告情況，並提出到城外機動作戰的意見。孫震答覆說：“委員長回電要我們死守滕縣，等待湯恩伯軍團前來解圍。湯部的先頭部隊昨日已到臨城，其後續部隊亦正在陸續趕到，我當催促王仲廉軍趕緊北上，預計幾小時以後即可到滕縣。你應確保滕縣以待援軍。你的指揮部應立即移到城內，以便親自指揮守城。”又說：“委員長的命令要我們確保滕縣城，死守待援，我不能違抗命令，我的命令是要你們立刻進城死守。如兵力不夠，可把城外所有四十一軍的部隊統統調進城內。”“我的決心是要你們幾位師長都在城內坐鎮，死守待援。”1
此時，王銘章才最後下了決心，他對張宣武說：“張團長，你立即傳諭昭告城內全體官兵；我們決定死守滕城，我和大家一道，城存與存，城亡與亡。立即把南、北兩城門屯閉堵死，東、西城門暫留交通道路，但須備好料物，隨時準備封閉。可在四門張貼布告，曉諭全體官兵，沒有本師長的手令，任何人不準出城，違者就地正法！”2同時，又命令他的師部副官長羅甲辛把師指揮部和師直屬部隊全部搬進城內。
命令下達後，第一二七師師長陳離與王銘章商議，由於該師隻有一個師部特務連在城內，部隊全部在前線不便指揮，且擬議中也沒有計劃調他的部隊進城固守，因此請求出城。王銘章電報請示，孫震復令，隻準陳離師長一人率特務連出城，其餘任何人不準擅動。
從16日上午6時開始，敵炮兵轟擊了足足兩個小時，東關、城內和西關火車站共落炮彈3000餘發。到8時半左右，敵炮突然停止射擊，敵機亦同時逸去，一時間空氣異常沉寂。但半小時之後，敵機20餘架突然出現在滕縣上空，將我城郊工事悉數炸毀；敵炮也集中一點向我東關南半部寨牆的突出部猛烈轟擊，不到一刻鍾，那段寨牆就被炸開了一二米寬的缺口。而後，敵集中了輕、重機槍數十挺，對準缺口猛烈射擊，掩護其步兵向缺口攻擊前進。當敵炮猛轟寨牆時，我寨上守兵猝不及防，故略有傷亡，隨即便避開炮轟目標，隱蔽於缺口兩側，嚴陣以待。當敵人射擊一停止，我隱蔽在缺口兩側的士兵就迅速上前，堵住缺口。瀰漫的硝煙還沒散盡，敵步兵五六十人就迫近我陣地，跳進缺口外的寨壕溝內，企圖由缺口沖入城內。我守軍第七三一團嚴翊營第一連連長親臨缺口指揮作戰，他集中了六七十人的兵力，每人握四五枚手榴彈，當敵人全部下到寨壕時，連長一聲令下，二三百枚手榴彈同時投向敵群，使敵遺屍50來具，倖存者狼狽逃回。
敵人發覺進攻未能奏效，立即以更加猛烈的火力向著那缺口轟擊、掃射，然後仍用一排兵力，約五六十人，頭戴鋼盔，兩手端著上了刺刀的步槍，第二次從寨壕內向缺口衝鋒。我守軍也仍同前次一樣，避開目標，隱蔽兩側，待敵將要爬上缺口的一剎那，幾百枚手榴彈就像雨點一般投向敵叢。結果，敵人又遺下屍體40多具，倉皇逃去。敵人仍不甘心，又發起第三次衝鋒，結果仍扔下三四十具屍體，以失敗告終。
在打退敵人這三次進攻的戰鬥中，我東關右翼守軍第七三一團嚴營第一連也傷亡近百人。營長嚴翊將該連殘部抽下，以營預備隊的第二連接替守備任務。張宣武也將團預備隊第七二七團第十二連由東城門調赴東關，作為嚴營新的預備隊。
麵對把矛頭已經直接指向滕縣縣城的萬餘敵軍，守城部隊官兵個個摩拳擦掌，一場爭奪縣城的惡戰即在眼前。
果然，16日黎明，敵以便衣隊20餘名向東關搜索而來，我防守東關外郊之嚴營隱藏於牆邊屋角，待敵既近，遂以狙擊，將其全部殲滅。6時許，敵以重炮8門及步、騎聯合約千餘之眾，逼近滕城。其炮兵陣地位於城東五公裏處，猛烈轟擊城廂。一時間，槍聲大作，炮聲隆隆，縣城內外被濃烈的煙霧所瀰漫。我嚴營沉著應戰，待敵接近，即以手榴彈擊之，斃敵甚多。敵復繼續猛攻，我東關陣地告急，乃抽調第一二四師第三七○旅及第三七二旅各一營增援，協助嚴營與敵往返衝殺，多數均犧牲。
戰幕拉開後，駐西關電燈廠的王銘章立即打電話給城防司令張宣武，詢問情況。隨後即進城到第一二四師師部，召集在縣城內的陳離師長、稅梯青師長、王誌遠旅長和張宣武團長開會，研究敵情，商討作戰方案。他先向張宣武詢問城防部署、工事構築、彈藥補充等情況，接著又問：“張團長，守城有沒有把握？”
張宣武：“守多久？”
王銘章：“兩三天。”
張宣武：“城內現有兵力和敵情你都清楚，你看可以守多久？”
王銘章：“守一天多有沒有把握？”
張宣武：“擔任城防的10個步兵連，有6個連都不是我所署的建製部隊，嚴、劉兩營的戰鬥力如何，我無法估計，因而我不敢保證能守一天多。”
王銘章：“我們的援兵最快也得夜裏才能趕到，如果我們不能守一天以上，那就不如在城外機動作戰。”
說完，他轉而問在場的幾位旅長、師長：“你們大家意見如何？”
幾位師長、旅長和幾個師參謀長都同意在城外機動作戰。於是王銘章立即打電話向臨城的集團軍總司令孫震報告情況，並提出到城外機動作戰的意見。孫震答覆說：“委員長回電要我們死守滕縣，等待湯恩伯軍團前來解圍。湯部的先頭部隊昨日已到臨城，其後續部隊亦正在陸續趕到，我當催促王仲廉軍趕緊北上，預計幾小時以後即可到滕縣。你應確保滕縣以待援軍。你的指揮部應立即移到城內，以便親自指揮守城。”又說：“委員長的命令要我們確保滕縣城，死守待援，我不能違抗命令，我的命令是要你們立刻進城死守。如兵力不夠，可把城外所有四十一軍的部隊統統調進城內。”“我的決心是要你們幾位師長都在城內坐鎮，死守待援。”1
此時，王銘章才最後下了決心，他對張宣武說：“張團長，你立即傳諭昭告城內全體官兵；我們決定死守滕城，我和大家一道，城存與存，城亡與亡。立即把南、北兩城門屯閉堵死，東、西城門暫留交通道路，但須備好料物，隨時準備封閉。可在四門張貼布告，曉諭全體官兵，沒有本師長的手令，任何人不準出城，違者就地正法！”2同時，又命令他的師部副官長羅甲辛把師指揮部和師直屬部隊全部搬進城內。
命令下達後，第一二七師師長陳離與王銘章商議，由於該師隻有一個師部特務連在城內，部隊全部在前線不便指揮，且擬議中也沒有計劃調他的部隊進城固守，因此請求出城。王銘章電報請示，孫震復令，隻準陳離師長一人率特務連出城，其餘任何人不準擅動。
從16日上午6時開始，敵炮兵轟擊了足足兩個小時，東關、城內和西關火車站共落炮彈3000餘發。到8時半左右，敵炮突然停止射擊，敵機亦同時逸去，一時間空氣異常沉寂。但半小時之後，敵機20餘架突然出現在滕縣上空，將我城郊工事悉數炸毀；敵炮也集中一點向我東關南半部寨牆的突出部猛烈轟擊，不到一刻鍾，那段寨牆就被炸開了一二米寬的缺口。而後，敵集中了輕、重機槍數十挺，對準缺口猛烈射擊，掩護其步兵向缺口攻擊前進。當敵炮猛轟寨牆時，我寨上守兵猝不及防，故略有傷亡，隨即便避開炮轟目標，隱蔽於缺口兩側，嚴陣以待。當敵人射擊一停止，我隱蔽在缺口兩側的士兵就迅速上前，堵住缺口。瀰漫的硝煙還沒散盡，敵步兵五六十人就迫近我陣地，跳進缺口外的寨壕溝內，企圖由缺口沖入城內。我守軍第七三一團嚴翊營第一連連長親臨缺口指揮作戰，他集中了六七十人的兵力，每人握四五枚手榴彈，當敵人全部下到寨壕時，連長一聲令下，二三百枚手榴彈同時投向敵群，使敵遺屍50來具，倖存者狼狽逃回。
敵人發覺進攻未能奏效，立即以更加猛烈的火力向著那缺口轟擊、掃射，然後仍用一排兵力，約五六十人，頭戴鋼盔，兩手端著上了刺刀的步槍，第二次從寨壕內向缺口衝鋒。我守軍也仍同前次一樣，避開目標，隱蔽兩側，待敵將要爬上缺口的一剎那，幾百枚手榴彈就像雨點一般投向敵叢。結果，敵人又遺下屍體40多具，倉皇逃去。敵人仍不甘心，又發起第三次衝鋒，結果仍扔下三四十具屍體，以失敗告終。
在打退敵人這三次進攻的戰鬥中，我東關右翼守軍第七三一團嚴營第一連也傷亡近百人。營長嚴翊將該連殘部抽下，以營預備隊的第二連接替守備任務。張宣武也將團預備隊第七二七團第十二連由東城門調赴東關，作為嚴營新的預備隊。