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緊調整防禦部署，把團預備隊調過來，一面將就日軍坦克往上面填放沙袋堵塞城牆缺口，一面簡單修復工事，準備迎接下一次衝鋒。
雖然滕縣的戰鬥很慘烈，特別是日軍的炮火比16日猛烈數倍，但在17日上午，滕縣其實並非日軍的主攻方向。
實際上，這天一大早，更確切地說，就在日軍當天最開始猛轟滕縣的時候，其主力第63聯隊就按16日晚上確定的作戰方案，在猛烈炮火聲掩護下，悄悄向臨城方向開去。
日軍先頭部隊藉助凌晨四點的那一陣炮火掩護，悄悄繞道東邊山區深入南沙河背後。主力部隊則藉助六點時的猛烈炮聲掩護，從駐地直插南沙河北岸。
15、16日剛抵達南沙河南岸陣地增援的湯恩伯軍團王仲廉85軍陳大慶第4師先頭部隊，萬萬沒有料到日軍竟然會直接越過滕縣先攻臨城，並且來得這麼快。17日八點，日軍主力部隊和包抄部隊同時從南沙河兩岸發起猛攻，陳大慶部倉促應戰。日軍利用七千多人的兵力優勢和三十多門各型火炮及五六十輛裝甲戰車的強大火力優勢，在飛機轟炸支援下，只用了一兩個小時，就將南沙河防線摧毀，守軍傷亡慘重。
南沙河防線突破後，日軍緊咬住潰軍，繼續向南追擊，於十點鐘左右抵達臨城官橋防線，對剛剛抵達這裡、還來不及佈防的陳大慶師部主力展開猛攻。
當湯恩伯集團85軍後續部隊聞警從臨城馳援時，官橋之戰敗局已定，非大力反攻難以挽回。
李宗仁聞訊官橋陣地丟失，而該集團關麟徵52軍先頭部隊已進入先前王銘章率部在臨城以南的沙溝、臺兒莊一帶構築的堅固陣地，便決定犧牲滕縣，誘敵南下。於是，他下令王仲廉軍向臨城東邊的嶧山地區轉進，繞道日軍側背。
至此，李宗仁仍沒有下令滕縣撤退。實際上，他認為，既然日軍突破南沙河和官橋陣地，那麼滕縣估計早已淪陷。如果沒有淪陷，則應繼續堅守，拖住日軍，以確保湯恩伯主力部隊順利馳援和轉進。
第52軍軍長關麟徵將軍部署在滕縣附近的日軍獲悉主力部隊正在按預定計劃開始對官橋夾攻，也對滕縣發起�
