在临沂外围之坂本顺的第21旅团，也于当晚收缩战场，只留两个步兵大队在临沂附近就地坚持，其余4个步兵大队、两个野炮兵大队，在29日夜间向西南的台儿庄进发。
30日晨，敌33旅团长濑谷启率其第10联队与战车部队从峄县分两路攻向峄县东南的台儿庄，沿途遭到守军的连续阻击。
为了阻止日军第33旅团增援台儿庄，第五战区也是下了血本，在峄县到台儿庄沿途之道路不断地设立阻击阵地，短短几十公里的路程，以日军机械化部队的行军速度，最多三个小时就能抵达，但由于守军的阻击，却硬生生的耗费了二十多个小时，依旧没能抵达。
不过日军增援台儿庄的态度也是非常的坚决，这一点到是和蚌埠前线的日军一样，不管守军如何的阻击，日军还是不惜一切代价继续南下。
这一仗从凌晨一直持续到晚上十点多，第33旅团主力终于抵达了台儿庄以西约6公里的范口，但即便是如此，第33旅团依旧没能与庄子外的日军汇合，原因是第五战区在日军抵达前又将张金照第30师调到了范口，尽全力阻击第33师团继续向台儿庄挺进。
不过毕竟只有六公里了，庄子外的日军甚至于已经能听到双方在外围的交战声了，所以在台儿庄内东部地区的敌第63联队士气大振。
在知道援兵将至的情况下，第63联队上下士气如虹，在空军支援下，便连续向台儿庄里面的守军第31师发动猛攻，于晚间攻占到庄南的运河北岸，台儿庄被其分割。
但是庄内守军第31师在池峰城师长的指挥下，利用民房、巷口、街道、院墙及工事奋力抵抗，勇猛杀敌，与敌在庄内展开了激烈的拉锯战。
日军则由空中配合并以若干平射炮进行短距离的直接射击，以图封锁和破坏守军的火力点与一线阵地，战斗进入了短兵相接的阶段。
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