張自忠部此時遠在淮河流域一帶,但是在接到命令之後,立刻以最快的速度向臨沂方向增援。此時日軍也掌握到張自忠部的動向,但是日方估計,59軍最快也要3天的時間,才能從嶧縣趕到臨沂,所以日軍認為可以搶先擊潰在臨沂彈盡援絕的龐炳勳部,然後再以逸待勞地反擊張自忠部。因此日軍估算張自忠部不但不能及時趕到臨沂成為救援軍,反而成為送到府來的“找死軍”,但是張自忠率領59軍進行日夜急行軍,在一日一夜之內,提前趕到臨沂。因此59軍在敵方完全沒有預備的狀況下,就有如從天而降般地猛攻日軍第5師團背側,龐炳勳部將士更是拼命地從陣地反擊。