当时矶谷师团南下，眼看就要到滕县了，一旦滕县失守，徐州也会处于不利位置。保卫滕县便成为了重中之重，滕县保卫战也为台儿庄战役拉开了序幕。此时滕县的守军是老蒋的第22集团军，共4万余人，原本属于川军，军队里的装备很简陋，一件特种武器也没有，而通讯设备只有旅以上才有。于是该集团军于1937年9月5日徒步出川北上西安前，邓锡侯和孙震便要求老蒋给第22集团军换武器，老蒋却表示，到了西安再说。
谁知10月上旬该集团军刚路过山西时，太原失守了。10月下旬到12月上旬的40多天里，原本四个师的集团军伤亡惨重，最后只剩下了两个师。为了对抗敌人，没有好装备的川军就擅自打开了晋军的军械库，为此惹恼了阎锡山，他让老蒋把川军调走。于是老蒋就想把川军调到郑州的第一战区，可是该战区的司令员程潜却一口拒绝了。老蒋也生气了，破口大骂，在一旁的白崇禧赶紧出主意说，不如让李宗仁接管这些穿圙。
此时的李宗仁正需要兵力，他赶紧把川军接到了徐州，并给川军拨打了新的武器。不仅如此，滕县的百姓看到川军军纪严明，便为他们准备了许多粮食，还自发将90里长的路打扫干净，以此来迎接川军。自从出川以来，川军哪里受过这种待遇，他们非常感动，并下定决心一定要报答百姓，为国英勇作战。部队的士气一下子就提升了起来。到了1938年1月7日，第22集团军奉命北调，在徐州以北的临城和滕县一带开始了守备和布防工作。
1月20日，集团军的总司令奉调回川，总司令一职由孙震继任。因此前在太原一带伤亡惨重，集团军只剩下了41军和45军。41军由孙震兼任，下辖122、124两师，师长分别是王铭章和税梯青。45军军长为陈鼎勋，下辖125、127两师，师长分别是王士俊和陈离。第22集团军共两万余人，此时，将士们还不知道，他们接下来的战斗会载入史册。
到了2月，第22集团军与日军展开了几次小规模的战斗。在敌强我弱的情况下，中国守军仍然消灭了数十人，缴获了无数军械。然而，更激烈的战斗是从3月上旬开始的。3月初，日军在邹县地区集合完毕。3月13日，矶谷师团与板垣师团奉华北方面军第二军的命令前来攻击我军。14日凌晨，他们带着中国守军没有的的武器前来作战，其中第十师团的师团长矶谷廉介带人分四路进犯普阳山、黄山、界河、石墙等阵地。
因为双方力量悬殊，当天下午3时，中国守军镇守黄山的一个连的士兵全部牺牲。守护在普阳山的125师也牺牲惨烈，于是这两地被日军突破。3月15日，蒋介石致电李宗仁，下令务必死守，等待增援。接到命令后，孙震便向各部通电，命令所有人一定要守住滕县。然而，当天战斗的激烈程度前一天还要激烈，我军战士顽强抵抗，杀敌无数。
可不幸的是，许多阵地都失陷了，滕县暴露在了日军的眼前，眼看就要失守了，形势非常紧急，孙震便把守护滕县的工作交给了王铭章，让他带兵保卫滕县。王铭章，他在很小的时候就失去了父母，后来由亲戚抚养。16岁参军，因指挥有方，他早早地成为了一名爱国将领。战斗时，他曾说这样一番悲壮的话：以川军薄弱的兵力和寙败的武器，担当了津浦线上保卫徐州第一线的重大任务，力量已不够是不言而喻的。
我们身为军人，牺牲原为天职，现在只牺牲一切以完成任务，虽不剩一兵一卒，亦无怨尤。不如此则无以对国家。一番话，王铭章师长的决心和热血赫然于纸上。因为15日的时候所剩战士已经不多了，汤恩伯所带领的10万支援部队还在路上，一时半会还到不了，所以王铭章只能带人死守，所有人连夜搬运武器和粮食，并彻夜构筑工事。16日凌晨，20个穿便衣的敌人前来来我军周围侦查，全被歼灭。
6时，千余日军前来，用重炮轰击了两个多小时，中国守军共发现了3000多枚炮弹。8点半左右，日军停止攻击，然而半个小时后，有20多架敌机出现在了滕县上空，我军的防御工事几乎都被炸毁了。日军的步兵趁机从缺口处进攻，中国守军战士英勇抗击，打死了数百日军。下午5时，日军带着30门重炮和10架飞机前来，即使这样，中国守军仍然收回了许多失守的地方。
16日这天激战了一天，晚上8点才结束战斗。矶谷廉介恼羞成怒，他没想到中国士兵竟然这么顽强，于是17日一早，他带着8门重炮、百余辆坦克及装甲车还有五六十架飞机对着滕县猛烈进攻。霎时间，滕县硝烟弥漫，一片断壁残垣。6时，日军突击队300名士兵从缺口处进攻，全都被歼灭，但一名叫王麟的团长不幸牺牲。一上午的时间，日军分两路进攻，都被我军击灭。
