中国军队在河东投入近两个军（乙种军，每军两师，每师两旅），建川美次只打了半天，就感到无力支撑了，他现在既不可能向沂河东岸靠拢也无法坚守凤凰岭，建川电告板垣，他已经无法坚守凤凰岭，请求向东北撤退。
板垣接到报告心中震惊，急忙命令在河东游弋与张轸一一零师对峙的第三骑兵旅团立刻掉头，增援凤凰岭。第三骑兵旅团全旅团五千四百人，作战士兵，四千人左右，包括三个骑兵大队，一个机炮大队，另外还有配属他们作战的一个坦克装甲车中队，在旅团长稻山龟保率领下，他们一直在汤河一线作战，目的是分散中国军队注意力，吸引二十军团。可现在二十军团的主力已经投入到临沂作战，他们继续留在这里已经毫无用处，板垣此刻将他们作为增援部队支援第九旅团。
稻山龟保接到命令，立刻率领部队绕道相公镇，以装甲中队领头，向新三十八师发起反击。铁流加上奔腾的战马，稻山认为摧毁中国军队轻如反掌，可新三十八师却给他们当头一棒，李鸿的第三旅在小茅茨庄附近，以火箭筒、战防炮为主，为装甲中队设计了一个死亡陷阱，稻山龟保的装甲中队不到半个小时就全部被消灭在小茅茨庄外的田野里。
装甲中队的覆灭让稻山的反击顿时失去锋芒，攻势受挫，李鸿抓住机会发起进攻，炮火中，日军骑兵纷纷倒毙，第三旅冲进楼子村，击溃第三的旅的反扑。
与此同时，新三十八师第一旅和第二旅在孙立人亲自指挥下，向刘家黑墩、郭家黑墩和何官庄进攻，从后面冲击凤凰岭。
凤凰岭并不是一座山，而是一连串珍珠似的村庄，头部就是刘家黑墩、郭家黑墩、何官庄；尾部就是潘家湖、玉皇庙、石碑，这连串星罗棋布的村庄在地图上就像一只展开双翅的凤凰。
新三十八师从凤凰的头部冲过来，王仲廉指挥八十五军从凤凰的尾部冲来，第三骑兵旅团反击失败，张轸的一一零师也从后面逼过来，第三骑兵旅也陷入两面夹击之中。
八十五军、新三十八师、一一零师，从三面逼过来，建川可以腾挪的区域越来越小，新三十八师攻击的势头越来越猛，战至下午，新三十八师歼灭中野大队，攻克刘家黑墩，和何官庄，十一联队联队长关谷重伤，两个大队被击溃，第一旅冲进王家黑墩。
东面情况危急，建川被迫从西线抽调柳叶大队增援，同时再度向板垣请求撤退，没等板垣的电报到，八十五军第四师陈大庆攻克石碑，前锋冲进西许庄，八十九师张雪中部攻克玉皇庙，随即兵分两路，副师长李铣率265旅绕道向潘家湖进攻，张雪中亲率267旅和独立旅向东司家和大店子进攻。
到傍晚，建川的情况已经完全变坏，建川已经顾不得板垣了，留下十一联队阻击攻势最猛的新三十八师，他亲率其余部队经义和岭，从尚未合拢的包围圈逃出，在黑墩屯会和第三旅团。
孙立人最先发现建川的逃跑迹象，指挥部队猛扑上来，将十一联队包围在凤凰岭地区；王仲廉得知建川逃了后，一边电告庄继华，一边指挥部队连夜追击。
庄继华得报后，立刻命令张轸向管家岭进攻，，新三十八师第三旅向南新庄进攻，关上日军东逃的大门，务必全歼第九旅团。
战事发展的顺利有点让庄继华意外，沫水反击，他的一零一军两个主力师打一个二十三旅团，整整三天，还没能完全歼灭，这新三十八师和八十五军的战斗力比不上蓝运东一零四师和安恩溥一零六师，居然只打了短短半天时间，第九旅团就要跑了，而且还有个配合作战骑兵第三旅团。
“看来小鬼子的战斗力下降不少。”庄继华把电报递给庞炳勋说：“这个第九旅团比起广德的国琦登可要差远了。”
庞炳勋心中摇头，他完全没这种感觉，在他看来，日军的攻势依然猛烈，作战意志依然那么顽强，这么快就崩溃了肯定有其他方面的原因。
“命令王仲廉孙立人，不要只顾吃掉别人扔给他的骨头，他们的任务是彻底摧毁第九旅团。”庄继华神情有些担心。
新二十二师投入到城北战场后，廖耀湘接管了枣沟头地区，顶住了十六师团的攻击，张自忠和廖耀湘都不是坐以待毙的人，两人一合计，决定从新二十二师抽调一个旅，加上三十八师黄维刚部的一一二旅，由张自忠亲自率领在义和屯发起反击。
板垣依然指挥部队向郑洞国第二师猛攻，可来自背后的七十五旅和七十三旅的攻势越来越猛烈，特别是从临沂城内杀出来的七十三旅，渡过祊河后，连续攻克前皮，曲祊坊，八里官庄，如一根毒刺从肋下杀来，板垣被迫从攻击部队中抽调一个大队来阻击戴安澜的攻击，可当傍晚后，关麟征将新三十八师第四旅投入战场后，板垣发现他的防区简直是漏洞百出，两个大队根本防不住这么广大的地区。
关麟征的任务本来是阻击板垣的回援，保证河东战场的侧翼安全，可他不想就这样当配角，三和街的战况胶着，关麟征决定从侧翼发起进攻，解开这个局面。
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