黄昏时分，张自忠亲率增援过来的精锐部队向汤头山发起攻击。张自忠先命令野炮、迫击炮向半山腰的小庙集中轰击，然后转向山顶开炮，用以钳制山腰、山顶的敌人。与此同时，部队即向山脚之敌阵地猛扑。经过一场激烈的厮杀，突破了敌人的第一道防线。继而，炮火又猛烈压向山顶，趁鬼子无法还手之际，趁机全歼这伙鬼子重新拿下了汤头山！
随后萧飞电话联系了张自忠命他继续坚守7天，7天以后可以撤回临沂古城！
入夜之后，炮火连天，枪声大作，第五十九军、青龙师以及几千名精锐援兵全部出动，饿虎扑食般地向汤头山、东山村、盖家五湖村、刘家五湖、等十多个村庄同时扑去。
青龙师一部配合基地士兵主攻刘家湖等几个村落，战斗更为激烈。刘家湖等周围村落是日军的补给点，存储军用物资甚多，鬼子以2个联队6000余人守卫。但是鬼子夜间只派游动岗哨，其余人则蒙头大睡。
入夜时分，青龙师团长先派一侦察连潜入村内，破坏交通，袭击鬼子指挥部，另以基地士兵强大的火力担任主攻。其余士兵从侧翼冲击！当萧家军向村内猛扑时，鬼子猝不及防，乱成一片，纷纷退集村子北部的炮楼里负隅顽抗。双方僵持，互有进退，刘家湖曾4次易手，团长又投入了500名增援士兵全部持突击步枪发射大口径子弹增援，在迫击炮、手榴弹的集中轰击下，鬼子渐渐的被分割包围！终将鬼子大部消灭，少数残敌逃走丢下4000多具尸体。
59军的主力部队在张自忠的亲自带领下，攻击开始后，在村外遇到敌人的顽强抵抗，双方展开激战。59军个个奋勇当先，将鬼子压迫到村内，逐屋争夺，白刃肉搏。村内枪声大作，杀声震天。战斗一直持续至午夜，鬼子招架不住，丢下伤员、大量武器弹药落荒而逃。
在其余战场上一幅幅激战肉搏、你拼我杀的场景在同时上映着。鬼子狼狈而逃，各个村庄，逐一收复。
4月23日，沂河两岸之日军，会同从青岛开来的2个旅团1W6000余人的援军，第三次全线围攻临沂城。自午夜起，日军调整部署再全线发起进攻，炮火猛烈。士兵们至死不退，短兵搏斗，反复争夺，伤亡惨重。
24日晨，日军复集中炮火，配合空军轰炸汤头镇古城。守城之军伤亡惨重，遂于当晚被迫撤出。26日晨，汤头镇守军完成了阻击任务顺利撤离了汤头！自此汤头以及周围的几个乡镇陷入敌手。
鬼子占领汤头镇周围后为了报复萧家军、张自忠的抵抗对其周围的村落进行疯狂的蹂躏，烧杀*。规模虽不如南京大屠杀，但其情状如出一辙。穷凶极恶的日军，每到一家，遇人就是一刺刀，对中青年妇女先奸后杀，连老人和小孩也不放过。
在此次大屠杀中，首先攻入汤头镇的部队开始*中国妇女的部队不是日军而是来自朝鲜的一部分被编入15师团中的朝鲜一个联队。在所有攻占汤头镇及其周围乡镇的日军部队中朝鲜人的比例并不低，最高的甚至高达40%都是朝鲜人。
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