东北角约150米有一高30米的喇嘛塔，从此处瞭望，滕县内外情况一览无余，对炮兵观察十分有利
上午10时，日军野炮第一大队抵达然后和日军飞机联合对藤县发起轰炸，经两个小时轰炸，城内外共落炮弹三千多发。
11时15分，日炮突然向东关寨墙的东南角猛轰，不一会炸开一二米宽的缺口。接着，日军又用数十挺轻、重机枪猛烈扫射缺口，掩护步兵冲击。
川军守兵伏伺塌口两侧，严阵以待，当有五六十个小鬼子冲到塌口时，第371团的一个连集中兵力人，每人握四、五枚手榴弹，同时投向敌群，日军生逃者不满10人。
日军不甘心失败，又连续组织了两次进攻，都被守军打退。
下午2时许，日军第10联队3大队赶到滕县，从南门进攻，也没如愿，丢下了百余具尸体，川军的伤亡也很大。
张宣武团长不断派部队增援，后来激烈时连王铭章师长的特务连也调到东关参战。下午5时许，敌炮与敌机同时轰炸东关正面阵地，步兵改用一次三个排，每排相距百余米，向我阵地冲击。
川军英勇顽强，接连打退第一、二两个排的进攻，日军第三排又冲上来，于是展开肉搏，双方伤亡惨重，最后仍有40多个小鬼子突入关内。
此时夜幕已下，日军未再派兵，川军又集中一个连的兵力围攻日军，终于全歼这股日兵，东关阵地失而复得。
晚上8时许战斗停止，只有日军的照明弹不时划破夜空，照得城内外如同白昼。
经过连日的惨烈战斗，第41军早就已经伤亡过半，为了能够集中力量守住城垣，晚上9点，王铭章师长只能命令外围部队撤回城内，依托城墙防守。