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邑方向奉命回援的童澄旅王文振團，剛行軍到城前，就遇到45軍127師的楊宗禮旅，獲悉日軍已突破界河並佔領滕縣東北三十里的龍山。
楊部還告訴他們，該旅正遭到日軍步騎混合部隊七、八千人壓迫。日軍先頭部隊配有飛機、大炮和十餘輛坦克、裝甲車十餘輛，追擊該旅，已抵達城頭以北二三里。該旅以一個團在城頭佈防，其餘向城頭以南高地轉進。
童澄趕緊率部取道東沙河向回援滕縣。在城頭鎮西南約三四里的長巷村附近，與壓迫楊旅的日軍部隊遭遇。
日軍利用坦克和裝甲車的優勢裝備，猛烈衝擊既沒有重武器可以抵禦，也沒有防禦工事的王文振團，阻止部隊向滕縣方向增援。
王文振團被衝散後，從滕縣以東朝著南部山地步步潰退，一直退了四十里，才於第二天在官橋穩下來收容。3月17日，收容部隊趕緊沿鐵道向滕縣回援，在南沙河又遭到了日軍大部隊的阻擊和追擊，被迫隨退至嶧縣。
3月15日當天，日軍還從西邊石牆方向大舉進攻。
早上七點左右，一路日軍，有騎兵數十，步兵千餘，拖著八門大炮，由大顏村向常峪、金斗山一帶蔡鉦營、陳洪剛營陣地進襲。
常峪、金斗山陣地，因地勢良好，十分鞏固。日軍先是集中炮火猛轟陣地，然後步騎聯合衝鋒。日軍幾度衝入陣地，均被頑強擊退。
另一路日軍，騎兵百餘人，步兵二千餘人，拖著十餘門大炮，由濟寧東南的石牆出動，沿石牆至南陽鎮公路，向季寨124師370旅康平營陣地進撲。
中午十一點左右，康營傷亡過重，難以支援，請求增援，呂康趕緊令雷迅營程子儀連跑步前往。援兵趕到，陣地已經失陷。程率部拼死反攻，硬是把陣地奪了回來。
這一仗打下來，全連傷亡過半，程子儀本人負傷。
日軍轉而追加兵力猛攻季寨康營的汪連陣地，川軍增援不及，陣地淪陷，汪連全部犧牲。
這路日軍隨即從季寨猛撲高莊，企圖從背後對位於高莊一帶的372旅餘堅團陣地進行攻擊。餘堅指揮部隊奮力抗戰，日軍未能得逞。
雙方膠著期間，日軍派三十來個騎兵，從三山側面偷襲高莊陣地，被偵察兵發現，反遭蔣坤排埋伏的襲擊，狼狽北逃。
而後，日軍又派出六七百名，由九山向池頭集左側迂迴，包抄高莊，擔任左側警戒的何炳垣連大半陣亡。
得到呂康的報告和增援要求後，王銘章趕緊令張宣武從727團抽調一營兵力，前往滕縣西北十七八里的洪疃和西南三十里的高廟設防，阻止日軍鑽空擋滲入滕縣西側。
下午，日軍佔領了高莊旁邊的侯山高地，熊順義營轉移到呂山陣地。
呂康令陳洪剛從金斗山撤調兩個連前往增援餘堅團，從側背夾攻日軍。三點鐘左右，高莊戰況激烈，槍聲隆密。呂康等都以為陳營得手，很是高興。可是，沒過多久，槍聲逐漸向南遠去，大家覺得很奇怪。
呂康趕緊派人去偵察，回報說陳洪剛營，正在利用深井附近民房生活造飯，補吃午餐，尚未出擊。
呂康看看時間，中午已經過去四個多小時了，好多官兵都還沒來得及吃午飯，他實在哭笑不得，暗暗覺得日軍自帶現成熟食的後勤保障辦法，確實比中國軍隊生火造飯的老辦法先進。
呂康顧不得仔細琢磨，趕緊集合雷迅營餘部，準備親自率部出擊。這時，從餘堅團傳來訊息，高莊已經失陷，該團現在池頭集附近高地堵拒日軍。
同時，呂康又收到諜報和41軍軍部魏副官函告，敵軍已突破右翼界河友軍陣地，界河車站已有敵蹤，要他們注意提防。
呂康正猶豫不決間，收到傳令兵送來的稅梯青手令，說是已經派出曾蘇元率兩營馳援過來，要求他率部堅守現陣地。
下午三點左右，日軍炮兵在高莊設定炮陣，向呂山陣地轟擊，掩護步兵進攻。餘堅觀察日軍來路，從第一線連隊各抽一班組成左翼，以預備隊為右翼，兩路出擊，將日軍步兵打退回去。
四點十分左右，餘堅得到呂康通知：372旅旅長曾蘇元，親自率兵來援，曾蘇元抵達後，餘團即歸還建制，希望他盡力撐持危局。
兩營官兵聞訊大為振奮，奮勇頂住日軍又一次衝鋒。
五點左右，天色漸晚，呂山陣地右翼的羅莊陣地被日軍佔領。日軍利用大量煙幕彈向陣地遮斷射擊，企圖抄襲。很快，呂山東南部池頭集西南一帶出現日軍步騎百餘名。而這時，呂山右翼友軍已經轉入沉寂狀態，餘
