下午3時，黃林莊又發生戰事，敵步兵400餘、戰車數輛，向我二十七師工兵營第一連陣地進攻，該連沉著應戰，第二、三連向敵側背出擊，敵不支而退。
下午5時，台兒莊東南之敵以戰車10輛掩護，向石拉、梁王城進攻，與我二十七師激戰，石拉被敵占領，旋即敵又施放煙幕，企圖強渡運河，第四十四旅奉命速往堵截，運河南岸我炮兵隊亦向北岸之敵射擊，敵未能得逞。
3日上午，第一一○師第三二八旅向嶧縣縣城發起攻擊。該師自擔任運河河防守備以來，雖訓練不足、裝備又差，但每日都向韓莊東站及日軍重要據點發炮射擊，並不時以小部隊出擊。該師自豫西帶來紅槍會的一支梭標隊，勇於夜襲，敢於肉搏，使人為之膽寒。自3月28日以來，多次與敵接仗。4月1日夜，敵由韓莊渡河，向該師陣地襲擊，激戰4小時，將敵打退。隨即準備攻打嶧縣縣城。第三二八旅渡河占領了嶧縣西南麵十多個山區村莊，日夜進行偵察，發現嶧縣城內隻剩下接運屍體和運送彈藥的百十輛馬車，十分空虛。後被敵發現，敵人對我部進行轟擊，但我部並未撤退。晚上，六五六團團長廖運周派陳銀貴連長、左虎排長帶領50多人組成突擊隊，偷襲了嶧縣北門外的汽車站一個大院，把敵人的彈藥庫及裝好彈藥的車輛燒上汽油點燃，爆炸了兩個小時，一度中斷了敵人由棗莊、嶧縣向台兒莊的彈藥輸送。張軫師長聞訊後打電話表揚廖團長，說敵人整整一天沒有補充上炮彈，幾乎停止了對台兒莊的炮擊。他下令對突擊隊員每人獎賞50元錢。
3日上午，第一一○師第三二八旅官兵抬著雲梯向嶧縣縣城發起了進攻。三二八旅到達城南門附近，城裏的殘敵聞訊就向城東北逃竄。中午，敵五六架飛機向我部掃射，北洛的敵人也向嶧縣增援，我調轉兵力迎擊敵人。第六五五團團長鮑汝澧派出一個營的兵力擊退了來犯之敵，還破壞了日軍的通信聯絡。接著臨城方麵之敵又派出200多人，在飛機掩護下，分兩路向我圍攻，我五六五團團長廖運周派兩個連向棗莊附近佯攻，誘敵向東北方向轉移兵力，又派第二營從左翼猛攻進犯之敵，敵猝不及防，狼狽而逃。棗莊之敵驚恐萬狀，不敢迎戰。
在津浦線北段左翼，我孫桐萱第三集團軍在魯西開展遊擊戰，向日軍主動出擊，多有新獲。4月3日，中央社記者向由兗州前線前來徐州送交戰利品的該部王參謀採訪一周來魯西我軍作戰經過，據談稱：
魯西方麵，以某師及某旅為主幹之北攻部隊，三月二十七日晚間進抵大汶口，旋進至界首，三十一日進至肥城，以某師為主幹之南進部隊，三月三十一日晚已占領兩下店，一日晚進至界河，南北兩隊、進展皆甚順利，兗州、大汶口間，兗州、濟寧間及兗州、臨城間，各段路軌，均已完全破壞，致敵南下增援部隊，先後到六列車，停泰安車站，無法移動，當我北進騎兵隊二十七日晨突進至接山集、西北薑家集時，敵機低飛用機關槍掃射，我騎兵即用步槍還射，敵機當即著火墜落，我軍追擊搜尋，見其三駕駛員二已死，餘一持手槍放射，亦被我軍擊斃，並搜獲地圖日記及信劄甚多。死者之一，即中富部隊倉持隊軍曹井內俊二，所檢留《北支事變戰場之微風》（一厚冊）詞中對戰事前途，十分悲觀。二十七日夜間，襲擊大汶口飛機場時，敵駕駛員正在休息，倉猝逃避，當被我擊斃十餘人，並焚毀敵機八架，二十九日晚在界首時與敵步隊發生猛烈遭遇戰，殲滅其全隊共四百八十餘人，獲槍枝三百四十餘支（正在設法運往），南進部隊三十一日夜半占領兩下店時，殲滅敵步隊五百餘人，獲槍二百九十餘支。此次我魯西各軍，在津浦北段左翼，作此種機動性之大運動戰，不僅收穫甚多，且完成津浦北段正麵殲滅戰之外衛線，意義極為重大。
4日1時，台兒莊城內之敵步、炮聯合，連續向我守軍猛攻4次，敵機四五架竟日淩空轟炸，敵我雙方肉搏10餘次。敵用燒夷彈燃燒我民房，房舍中彈後，四處起火，適值東南大風，火遇風勢燃燒益猛，無法撲滅，我僅存東南之房舍，全部付之一炬。我官兵在烈焰之下，奮不顧身，修補被毀工事，並嚴密監視敵人。12時，敵乘火勢減弱，即發動進攻。首先進攻我東南陣地，我第二營第二連傷亡50餘，仍堅守陣地。後在我迫擊炮射擊下，敵進攻受阻，我軍恢復原陣地。下午4時，敵步兵500餘，戰車37輛，以炮火掩護，猛攻台兒莊西北角，我守軍又與敵激烈搏鬥，斃敵百餘。
與此同時，敵兵四五百人在坦克兩輛的掩護下，向我北門進攻。我禹營嚴陣以待，適敵進至我射擊範圍之內，我官兵一齊運用火器進行射擊，敵人在數十米的近距離內無任何遮蔽，完全處於暴露狀態，故被我熾盛火力痛擊下，死屍累累。敵進攻被打退。
下午5時，第二集團軍孫連仲總司令發出命令如下：
1.我右翼軍正與敵在台莊東北地區激戰中，我第一一○師之一支隊，已襲擊北洛、泥溝之敵。
2.軍擬乘機先肅清沿運河北岸之敵，以便爾後作戰之容易。
3.二十七師派隊驅逐黃林莊之敵，確實占領後，迅速構築由台莊東南起至劉莊之線據點工事。
4.三十一師（附袁、吳兩團）重炮2門，擔任攻擊台莊之敵，務須努力擴張戰果，以求迅速收復台莊。
下午5時，台兒莊東南之敵以戰車10輛掩護，向石拉、梁王城進攻，與我二十七師激戰，石拉被敵占領，旋即敵又施放煙幕，企圖強渡運河，第四十四旅奉命速往堵截，運河南岸我炮兵隊亦向北岸之敵射擊，敵未能得逞。
3日上午，第一一○師第三二八旅向嶧縣縣城發起攻擊。該師自擔任運河河防守備以來，雖訓練不足、裝備又差，但每日都向韓莊東站及日軍重要據點發炮射擊，並不時以小部隊出擊。該師自豫西帶來紅槍會的一支梭標隊，勇於夜襲，敢於肉搏，使人為之膽寒。自3月28日以來，多次與敵接仗。4月1日夜，敵由韓莊渡河，向該師陣地襲擊，激戰4小時，將敵打退。隨即準備攻打嶧縣縣城。第三二八旅渡河占領了嶧縣西南麵十多個山區村莊，日夜進行偵察，發現嶧縣城內隻剩下接運屍體和運送彈藥的百十輛馬車，十分空虛。後被敵發現，敵人對我部進行轟擊，但我部並未撤退。晚上，六五六團團長廖運周派陳銀貴連長、左虎排長帶領50多人組成突擊隊，偷襲了嶧縣北門外的汽車站一個大院，把敵人的彈藥庫及裝好彈藥的車輛燒上汽油點燃，爆炸了兩個小時，一度中斷了敵人由棗莊、嶧縣向台兒莊的彈藥輸送。張軫師長聞訊後打電話表揚廖團長，說敵人整整一天沒有補充上炮彈，幾乎停止了對台兒莊的炮擊。他下令對突擊隊員每人獎賞50元錢。
3日上午，第一一○師第三二八旅官兵抬著雲梯向嶧縣縣城發起了進攻。三二八旅到達城南門附近，城裏的殘敵聞訊就向城東北逃竄。中午，敵五六架飛機向我部掃射，北洛的敵人也向嶧縣增援，我調轉兵力迎擊敵人。第六五五團團長鮑汝澧派出一個營的兵力擊退了來犯之敵，還破壞了日軍的通信聯絡。接著臨城方麵之敵又派出200多人，在飛機掩護下，分兩路向我圍攻，我五六五團團長廖運周派兩個連向棗莊附近佯攻，誘敵向東北方向轉移兵力，又派第二營從左翼猛攻進犯之敵，敵猝不及防，狼狽而逃。棗莊之敵驚恐萬狀，不敢迎戰。
在津浦線北段左翼，我孫桐萱第三集團軍在魯西開展遊擊戰，向日軍主動出擊，多有新獲。4月3日，中央社記者向由兗州前線前來徐州送交戰利品的該部王參謀採訪一周來魯西我軍作戰經過，據談稱：
魯西方麵，以某師及某旅為主幹之北攻部隊，三月二十七日晚間進抵大汶口，旋進至界首，三十一日進至肥城，以某師為主幹之南進部隊，三月三十一日晚已占領兩下店，一日晚進至界河，南北兩隊、進展皆甚順利，兗州、大汶口間，兗州、濟寧間及兗州、臨城間，各段路軌，均已完全破壞，致敵南下增援部隊，先後到六列車，停泰安車站，無法移動，當我北進騎兵隊二十七日晨突進至接山集、西北薑家集時，敵機低飛用機關槍掃射，我騎兵即用步槍還射，敵機當即著火墜落，我軍追擊搜尋，見其三駕駛員二已死，餘一持手槍放射，亦被我軍擊斃，並搜獲地圖日記及信劄甚多。死者之一，即中富部隊倉持隊軍曹井內俊二，所檢留《北支事變戰場之微風》（一厚冊）詞中對戰事前途，十分悲觀。二十七日夜間，襲擊大汶口飛機場時，敵駕駛員正在休息，倉猝逃避，當被我擊斃十餘人，並焚毀敵機八架，二十九日晚在界首時與敵步隊發生猛烈遭遇戰，殲滅其全隊共四百八十餘人，獲槍枝三百四十餘支（正在設法運往），南進部隊三十一日夜半占領兩下店時，殲滅敵步隊五百餘人，獲槍二百九十餘支。此次我魯西各軍，在津浦北段左翼，作此種機動性之大運動戰，不僅收穫甚多，且完成津浦北段正麵殲滅戰之外衛線，意義極為重大。
4日1時，台兒莊城內之敵步、炮聯合，連續向我守軍猛攻4次，敵機四五架竟日淩空轟炸，敵我雙方肉搏10餘次。敵用燒夷彈燃燒我民房，房舍中彈後，四處起火，適值東南大風，火遇風勢燃燒益猛，無法撲滅，我僅存東南之房舍，全部付之一炬。我官兵在烈焰之下，奮不顧身，修補被毀工事，並嚴密監視敵人。12時，敵乘火勢減弱，即發動進攻。首先進攻我東南陣地，我第二營第二連傷亡50餘，仍堅守陣地。後在我迫擊炮射擊下，敵進攻受阻，我軍恢復原陣地。下午4時，敵步兵500餘，戰車37輛，以炮火掩護，猛攻台兒莊西北角，我守軍又與敵激烈搏鬥，斃敵百餘。
與此同時，敵兵四五百人在坦克兩輛的掩護下，向我北門進攻。我禹營嚴陣以待，適敵進至我射擊範圍之內，我官兵一齊運用火器進行射擊，敵人在數十米的近距離內無任何遮蔽，完全處於暴露狀態，故被我熾盛火力痛擊下，死屍累累。敵進攻被打退。
下午5時，第二集團軍孫連仲總司令發出命令如下：
1.我右翼軍正與敵在台莊東北地區激戰中，我第一一○師之一支隊，已襲擊北洛、泥溝之敵。
2.軍擬乘機先肅清沿運河北岸之敵，以便爾後作戰之容易。
3.二十七師派隊驅逐黃林莊之敵，確實占領後，迅速構築由台莊東南起至劉莊之線據點工事。
4.三十一師（附袁、吳兩團）重炮2門，擔任攻擊台莊之敵，務須努力擴張戰果，以求迅速收復台莊。