第20軍團長湯恩伯，第52軍，第85軍，第75軍，第57軍之333旅，第13師，馬隊第9師，炮兵第4團。

(4)軍團辨彆：

因為日軍第10聯隊及阪本支隊均向台兒莊以東地區進步，第五戰區急將方纔調至碾莊、八義集一帶的第75軍及其第6師、第13師轉至岔河鎮地區，令由臨沂方麵調來的第57軍第111師的第333旅進至魯坊地區，均歸第20軍團軍團長湯恩伯批示，決計集合兵力將已進至台兒莊四周的日軍圍殲於鄒、台地區。2日20時，第五戰區向各單位下達了作戰號令。

“第52軍應於本晚星夜由傅山、青山一帶向南下之敵夾攻，並與孫個人軍切取聯絡；第85軍應以一部占據雲穀山、黃山、馬山、神山一帶，管束齊村、棗莊、郭裡集一帶之敵，主力本晚集結神山、向水泉、豬山一帶待命。”

台兒莊內日軍得知瀨穀支隊主力南援的環境後，在航空兵及莊外日軍的大力援助下，儘力向外擴大，當晚推動至莊南頭運河北岸。孫連仲派第30師的第176團入莊聲援，與第31師軍隊扼守西半部陣地，搏命抗擊，遏止了日軍的擴局勢頭。

5日拂曉時，進入郭裡集的第52軍第25師第75旅之一部與日軍沂州支隊的先遣中隊相互發明。第52軍軍隊立即將碉樓包抄，並調來炮兵停止進犯。經戰役後，該日軍中隊大部被殲，僅十餘人突圍逃至棗莊。棗莊日軍沂州支隊在第25師圍攻其先遣中隊時曾派出數百人打擊郭裡集，詭計救濟，被第25師擊退。第52軍的第2師從鵓鴿窩向棗莊打擊，但被擊退。湯恩伯率第85軍主力仍在抱犢崮山區按兵不動，僅令派出1個旅與第52軍協同作戰，而該旅僅派出1個團、該團又僅派出幾個排的兵力在棗莊核心停止了襲擾性進犯，然後又退回抱犢崮山區中。

這天，第75軍落第85軍一部全天與阪本支隊作戰，第52軍仍在籌辦打擊，第2個人軍仍與劈麵之敵苦戰。

(3)各兵團任務以下：

4月6日晨，日軍瀨穀支隊長髮明第110師的軍隊已進至泥溝、獐山以西四周，第20軍團第52軍的軍隊已逼近至支隊部地點地楊廟東北約7千米的張樓地，而阪本支隊主力已被第58軍落第75軍從北、東、南三麪包抄於邢家樓、大顧珊地區，且又籌辦於今晚撤走。如許，“瀨穀支隊長以為獨立保持台兒莊戰局困難”，決定撤退，於15時30分電告磯穀廉介：“暫撤離台兒莊地區，軍隊向火線集結”；同時擺設撤退，命令：“支隊於本日日冇後以儘力向北轉進”，令步兵第10聯隊第1大隊及步兵第39聯隊第1大隊提早於日冇時即占據白山西村及獐山，令步兵第63聯隊主力(不包含台兒莊軍隊)於日冇時向朱莊打擊，以保護支隊主力撤退，第10聯隊、台兒莊內第63聯隊第2大隊及頓河閘、插花溝、黃林莊的各中隊均於20時撤出第一線，向泥溝地區集結。在兗州的磯穀廉介接到瀨穀啟的電報後，當即號令參謀長電告瀨穀啟，令其停止後退。但瀨穀啟身陷險境，深知如果徹夜不能敏捷離開台兒莊地區，等明日中國軍隊合圍後就有被全殲的傷害，因此方命不從，持續批示支隊撤退。因為倉促進逃，又是在中國軍隊的打擊陷停止的，以是很多軍需物質，如糧秣、彈藥、被服以及日軍屍身等均來不及帶走，全數放火燃燒；有些重型機器化兵器也因彈儘油竭、冇法開動，不得不自行粉碎，拋棄於疆場。僅就台兒莊四周疆場而言，該支隊獨一的2門155毫米重炮及4輛履帶牽引車以及8輛坦克均拋棄於疆場(後被第200師運至湖南湘潭補綴)，可見其崩潰時的狼狽之狀。