1938年2月下旬，號稱“鋼軍”的日軍王牌部隊(duì)板垣征四郎第五師團(tuán)出動坂本支隊(duì)8000余人，配備特種兵部隊(duì)較強(qiáng)火力，氣勢洶洶沿臺濰公路殺向臨沂，企圖一舉打通公路，配合津浦路正面的磯谷廉介第十師團(tuán)攻擊徐州。

臨沂為山東南部重鎮(zhèn)，距離徐州100多公里，一旦失守，臺兒莊地區(qū)中國守軍將陷入腹背受敵的險境。李宗仁指揮的第五戰(zhàn)區(qū)派遣龐炳勛第3軍團(tuán)堅(jiān)守臨沂，堅(jiān)決擋住日軍，保障徐州東北方向安全。

日軍坂本支隊(duì)一路殺來，進(jìn)展迅速，連續(xù)攻占莒縣、湯頭，兵臨沂河兩岸，距離臨沂僅有15公里。龐炳勛也是拼了，將全軍團(tuán)13000余人都撒出去，呈梯次縱深配置，構(gòu)筑了堅(jiān)固工事，憑借數(shù)百挺輕重機(jī)槍和數(shù)十門迫擊炮組織火力配系，并在前沿設(shè)置了很多障礙，決心死守臨沂！

坂本支隊(duì)的重炮兵火力較強(qiáng)，還有飛機(jī)助戰(zhàn)，向臨沂發(fā)起了瘋狂進(jìn)攻。中國軍隊(duì)依托陣地抗住敵人炮火，將日軍放近再打，不怕傷亡，揮舞大刀同敵人肉搏，打得極為頑強(qiáng)。雙方進(jìn)行了殊死爭奪，日軍組織數(shù)次進(jìn)攻都被擊退，傷亡也逐漸增大。板垣征四郎接到戰(zhàn)報后非常惱火，又派出一批坦克戰(zhàn)車和重炮部隊(duì)南下支援坂本支隊(duì)，加強(qiáng)了向臨沂的攻勢。

臨沂的中國守軍頑強(qiáng)抗擊敵人，陣地晝失夜反，戰(zhàn)況異常慘烈。由于在火力上居于絕對劣勢，部隊(duì)傷亡重大，一線兵力越打越少，只好將預(yù)備隊(duì)都投了進(jìn)去。這樣時間長了，中方傷亡遠(yuǎn)超日軍，戰(zhàn)斗力日漸削弱。龐炳勛手里就剩下一個警衛(wèi)連，沒辦法只好派到前線，再也沒兵了。他知道已經(jīng)撐不了多久，只好向李宗仁求援。

此時，向徐州方向匯集的援軍孫連仲第2集團(tuán)軍和湯恩伯第20軍團(tuán)尚未趕到，徐州也是空城一座。李宗仁急得如熱鍋上的螞蟻，咬了咬牙，只好將手上唯一一支機(jī)動部隊(duì)張自忠第59軍派往臨沂。這第59軍出自西北軍，戰(zhàn)斗力強(qiáng)悍，戰(zhàn)前又補(bǔ)充了較精良的裝備，張自忠也是一員猛將，因此該軍成為徐州戰(zhàn)場的救火隊(duì)。

張自忠率第59軍晝夜兼程，急行軍將近200華里，及時趕到臨沂外圍。經(jīng)過和龐炳勛進(jìn)行研究，決心取圍魏救趙之計(jì)，由龐炳勛軍團(tuán)繼續(xù)在正面頂兩天，第59軍則向日軍側(cè)背猛烈一擊，兩下夾攻，殲滅日軍。

戰(zhàn)斗打響后，張自忠指揮第59軍強(qiáng)渡沂河，突然從側(cè)背猛擊日軍。坂本支隊(duì)正在臨沂城下鏖戰(zhàn)，發(fā)覺翼側(cè)不妙，急忙抽調(diào)兵力回防，從而減輕了龐炳勛那邊的壓力。第59軍和日軍反復(fù)廝殺，沂河兩岸炮火連天。關(guān)鍵時刻，張自忠把所有的炮兵都拿上去，自己也帶領(lǐng)軍官隊(duì)到前沿督戰(zhàn)，全軍斗志旺盛，舍死奮戰(zhàn)。

坂本支隊(duì)此時傷亡也不小，而且彈藥消耗大半。日軍也賭了一把，集中主力兵力向第59軍實(shí)施反擊，如果將該部打垮，那攻占臨沂也就近在眼前。中日兩軍都拼出了最后的力量，到處都呈現(xiàn)了短兵相接，刺刀閃閃反復(fù)肉搏，沂河水都被鮮血染紅了。經(jīng)過三天苦斗后，日軍終于撐不住了，被第59軍趕回了出發(fā)陣地。張自忠催動部隊(duì)乘勝發(fā)展進(jìn)攻，龐炳勛軍團(tuán)也從臨沂殺出夾擊日軍，中方士氣大振，一往無前。

日軍在戰(zhàn)斗力上強(qiáng)于中國軍隊(duì)，但最大問題是后勤出了問題，前線部隊(duì)彈藥用盡了，無法再堅(jiān)守陣地。無奈之下，坂本支隊(duì)只能撤退，被中國軍隊(duì)一直攆回了湯頭一線。壯烈的臨沂保衛(wèi)戰(zhàn)，終于以中國軍隊(duì)的勝利而告結(jié)束。

在這次大戰(zhàn)中，中國軍隊(duì)殲滅日軍精銳第五師團(tuán)3000余人，斃傷數(shù)名佐級軍官，繳獲武器裝備和軍用物資一批。同時第59軍和龐炳勛軍團(tuán)也傷亡14000余人，付出重大代價。然而，不付出這樣的代價，怎么能打敗侵略者呢！這就是一寸河山一寸血！