5月23日，汪精卫伪政府任命庞炳勋为伪暂编第二十四集团军总司令。
击溃第24集团军，逼降庞炳勋，这绝对是冈村宁次上任以来最重要的战绩之一。
对于这支杂牌兵中的杂牌兵，日军方面可是相当的重视。
庞炳勋部原来属于西北军系统，属于国民政府系统中的杂牌军，原为1931年山西的第二集团军一部编成，后又称第三军团。
抗战爆发时说是一个军团，实际上只辖第40军，而第40军下辖的只有第39师一个师，再加一个补充团，也就是说，名义上是一个军团，实际兵力只有1个师又1个团。
1937年9月由庞炳勋将军担任第二军团长兼40军军长，马法五任独苗师第39师师长，李振清任补充团团长。
临沂血战后，40军调后方整训。由于考虑到40军作战表现优异，庞炳勋抗战有功，便将原属于东北军，西安事变时投靠中央系的第106师划归第40军。这下，40军下面终于不再只有一个独苗39师了，总算有了两个师。
在日军第10师团一部的战斗详报中这样评价40军的：“该部的素质与战法和之前交战的37师相比逊色，但同样在固守阵地时显得极其顽强...在皇军攻势停顿或稍作整理时，便会用敢死队进行反复的逆袭，进行白刃战企图夺回阵地。”
40军官兵也正是靠着“特别强烈的抗战意识”，赢得了临沂保卫战的胜利。庞炳勋也因此战荣获青天白日勋章，师长刘世荣获四等宝鼎勋章。
此后这支部队在抗日战场上屡立功勋，先是39师在1939年冬季攻势中，重创第3大队，击毙大队长川原美代史少佐以及第9，11，12三个中队中队长以下48人。而后106师李振清率部又在1942年的火烧庄战斗中重创日军223联队一部，益子挺进队的基干益子中队两名小队长均战死，该联队长高木正实大佐重伤离任。
但是谁也没有想到，这样一支劲旅竟然在这次大扫荡中被击溃，连庞炳勋本人也投靠了日本人。
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