三月十六日中午，被困在滕县城中的122师，知道根本没有援军会来，绝望之下，王铭章毅然砸毁电台，率领警卫排，亲自冲上缺口，与日军展开拼杀。
滕县四面城墙，都被日军150毫米榴弹炮炸得粉碎。尤其是南门城墙，十二门大炮的炮弹同时落下，城墙和上面正在防守的百余名士兵，瞬间被炸得血肉与砖头泥土交织，现场惨不忍睹。
炮击过后，日军坦克径直向城内冲杀而来，后面跟着五百多名日军。废墟四周，幸存的川军战士们呐喊着冲向敌阵，可他们往往还没冲到敌人面前，就被数杆步枪击中，缓缓瘫倒。
即便防守任务如此艰巨，仍有许多守军抱着手榴弹冲向敌人。这些人大多是伤病员，他们不愿拖累战友，又想发挥余热，便选择与敌人同归于尽。
随着滕县城墙逐步垮塌，日军迅速扩大战果，从城东、城南向城西压迫。不多时，几乎三分之二的滕县已落入敌手。
王铭章带着参谋人员与警卫排，从西北角登上城墙，试图夺回被日军占领的门楼。他们大多手持手枪，在与日军对峙的过程中，警卫排为了保护王师长，用人肉筑起盾牌，全员牺牲，无一生还。
王铭章在参谋长的搀扶下，从城墙上冲下，在少数士兵的保护下，继续与日军展开顽强巷战。
然而，随着越来越多日军涌入县城，滕县沦陷似乎只是时间问题。
“师长，警卫排已经全军覆没了。不过您放心，就算只剩我们几个参谋和副官，也绝不投降，拼死也要守住滕县！”
王铭章的参谋长赵渭宾以及副官罗甲新等人，仍在用手枪向敌人射击。可当他们行至县城内一个小型十字路口时，突然遭到来自三个方向的密集机枪扫射。
在震耳欲聋的“哒哒哒”声中，王铭章与他的参谋长、副官、少校参谋等人，身中数弹，壮烈殉国。
王铭章战死后，滕县城内只剩张宣武指挥的部队。
战斗至此，许多川军士兵被打散，但他们依然各自为战，以零星人员和小股作战部队的形式，在城内辗转，瞅准机会向日军放冷枪，或拉响手榴弹冲进敌群，与敌人同归于尽。
天色彻底黑透前，日军对张宣武的最后阵地发动了一次冲击。张宣武等人虽然勇猛，但终究抵不过日军在人数和装备上的优势，眼看着就要全体战死城中。
就在这时，侧面小道上突然窜出一队人马。天色昏暗，看不真切，只觉得大概有几十号人。他们突然出现，对着围追堵截的日军部队，展开一轮猛烈射击。之后，其中一人喊道：“我们是来增援的第四独立游击队！请问王师长在什么地方？是否安全？”
张宣武在刚刚的战斗中负伤，闻言面露喜色：“你们终于来了！可是……王师长没能等到你们增援。兄弟们，友军增援来了，随我打起精神，反击回去！”
张宣武还想组织反击，沈炼抬手制止道：“我们只有一百人，是来带你们撤离的。”
“一百人？你说你们只有一百人，还是游击队？你们……太冲动了！”