至此，由于李宗仁布署不当，临沂战场的形势完全逆转。几天前张自忠率生力军突袭日军，全军死战，好容易挫败了坂垣师团，可现在却是日军以强大的兵力、火力正面杀来，五十九军反而大战之后未得休整，又昼夜行军，劳而无功。在他们赶到前，临沂城外多数战略要点已经失守，只得在一个狭窄地带仓促布防，同第五师团硬碰硬地较量。这一下，第五师团的飞机、重炮和坦克全对上了榫头，铆上了劲，钢飙铁焰暴雨般倾泻在五十九军头上。在这样的情况下，困守阵地必将造成巨大损失，而全力反攻，和敌人步兵搅在一起，反而可能减少伤亡。张自忠深思后下了决心：反击！
二十五日，五十九军全线展开反击。经过一番搏斗先后攻克沂庄、桃园、杨家岭等阵地，并于黄昏前一举攻克古城，临沂正面压力骤减。
然而这一切仅是个开始。二十六日，一一四旅向三官庙发起进攻，可这时部队已疲惫至极，再也无法攻克鬼子严密布防的阵地，中午日军发起反击，反而夺占了前一天才被收复的桃园。同时大批鬼子从西面迂回，五十九军不得不放弃古城，收缩防线。
二十七日，坂垣征四郎亲自上阵，第九、第二十一旅团轮番出击，成群飞机投弹扫射，重炮轰鸣中，一队队鬼子在坦克的掩护下沿公路压了上来，临沂外围阵地一一失守。
这时李宗仁的电话打到了五十九军军部：“荩忱，临沂情况如何？”
“还顶得住……”张自忠看了一眼身边眼巴巴望着他的部下，咽了口唾沫，“如果能给我一个师，也许防线更稳固些。”
过了足有两分钟，李宗仁终于道：“台儿庄也在激战，我手里能打仗的人不多。这样，把三十二军一三九师拨给你。”电话挂断了。
张克侠低声问：“一三九师是晋军，没什么战斗力。”
“别说这些了，马上通知部队，无论如何再坚持一天！”
坚持一天，谈何容易！二十九日黎明，第五师团以数百门重炮猛轰，数不清的鬼子在飞机坦克掩护下对临沂城外最后几处阵地发起冲击，西北军的战士们以血肉抗击钢铁，陷入了前所未有的苦战，到处白刃拼杀，血肉横飞。过午，三十八师退到大岭，一八零师撤往岗头，其余阵地全部失守，临沂城外只剩下最后两扇大门了。而与奉命来援一三九师却始终联系不上，张自忠只得向战区长官部查问，李宗仁竟也找不到一三九师的下落，不得不改命东北军五十七军派兵来援。
临沂城下血战仍在继续。下午四点来钟，刘振三闯进指挥所瞪着眼向张自忠要人：“一八零师打光了！没人了！给我一个团，没有一个团仗打不下去！”
“扯蛋！哪他娘的有一个团！”
“军部直属特务团还没投进去，让他们跟我走！要不你就撤了我，在这毙了我也行！”
“老子这就毙你！”张自忠伸手就要掏枪，张克侠赶紧过来圆场，硬把刘振三按坐在椅子上：“这是干什么，咱们一块想办法。”
“什么办法！我们用命拼回来的胜仗，让上面一个命令葬送了！现在回过头来让我们想办法？是他李宗仁把临沂丢了！”
“行了！李长官对我有知遇之恩，你埋怨他，就是骂我！”
听了这话，刘振三不吭声了。张自忠冷静了一下：“你们要骂就骂我吧，骂够了就回去拼命！把所有还走得动的人都填进去！你的人填光了，我就提着脑袋来填这个窟窿！”
这时电话铃响了，张自忠拿起话筒立刻听到黄维纲的叫声：“军长，大岭这边顶不住了，让三十八师撤进临沂城吧！”
“放屁！你活腻了！”
“我的人都打光了，预备队也用完了，现在我手里一个人都没了！”
“没人？怎么电话里还有人说话！”
电话那边静了下来，接着隐约传来黄维纲的叫声：“集合警卫连！……别他娘看地图了，都给老子抄家伙……屁话！到救护所里去找！伤兵只要还走得动的都拉过来！带上督战队！谁敢装孙子……”
电话“嗒”地挂断了。屋里静了半晌，刘振三一言不发站起来走了出去。
不久传来消息，三十八师以大刀冲锋将正面进攻的鬼子约一个联队击溃。一八零师在岗头阵地上连续发起反击，死战数小时，也将进攻的鬼子击退，保住了阵地。
天终于又黑了，随着夜幕降临，两支队伍终于不得不各自歇一口气，大规模的战斗停了下来，可前线已胶着在一起的双方，却仍在互相射击，不断渗透，战场上枪炮声忽紧忽慢，始终不停。几天几夜没睡，张自忠已熬得精疲力竭，在一张椅子上坐下闭目养了会神，一个参谋走过来低声说：“长官部来电。”张自忠接过电文逐字逐句看了，揉成一团摔在地上。张克侠赶紧捡起电报，原来这是一份被破译的日军电文。
“坂垣师团长：你部对面之敌，左翼为不堪一击之张自忠，右翼为老弱无用之庞炳勋，务必各个击破，完全消灭，赶赴台儿庄，与矶谷师团长合击英勇善战之汤恩伯所部。
第二集团军本部西尾寿造”
“看不起我！这狗娘养的！”张自忠站起身来，“今晚我亲自去端坂垣的指挥所，让小鬼子看看什么叫不堪一击！”
“援兵就到了，再等一天吧。”
“不等了！谁都可以打败仗，只有我张自忠打不得败仗！今天不是立功受赏，就是找个地方去死！”张自忠望着马灯摇曳的光影，“在庐山干训团时我们每人都背过一首诗，今天我也充回文人，念出来大家听听。”清了清嗓子高声诵道：
“羽檄从北来，厉马登高堤。长驱蹈匈奴，左顾陵鲜卑。
弃身锋刃端，性命安可怀？父母且不顾，何言子与妻。
名编壮士籍，不得中顾私。捐躯赴国难，视死忽如归！”
阴沉似铁的黑暗中，十几条人影伏在草丛中用望远镜观察着前面小村中往来巡行的岗哨，村口是一道道堆着沙包的战壕，再远处，一进大院中灯火通明，房顶上天线丫丫杈杈，特务团长安克敏凑近来低声道：“这会不会就是鬼子的指挥部？”
“像，摸上去靠近打，一进村，集中力量攻击那个大院，多用手榴弹，别让他们缓过劲来！”
安克敏一摆手，特务团的战士们向鬼子的机枪阵地摸了上来，村口的鬼子岗哨恍忽发现，刚出声喝问，几百颗手榴弹已经雨点般投进了机枪掩体，隆隆的爆炸声中，张自忠、安克敏领着特务团蜂拥而起，一口气冲进村口。
黑暗中大群鬼子“呀呀”怪叫迎面扑来，其中一个端着枪直奔张自忠，张骥忙抢上截住，眼看刺刀闪着寒光劈胸突刺。张骥双手握刀由下向上斜挑，将迎面戳来的三八枪格开，上挑之力一尽，大刀正好停在鬼子兵的肩膀头上，张骥想也没想双手合刀向下猛劈，斜肩铲背，那鬼子一头栽倒在地。