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1938年3月13日，依照日军大本营参谋本部指导，日军第2军下达继续向鲁南追剿扫荡的命令，以第10师团消灭运河以东之敌；第5师团以一部占领临沂后进入峄县附近，配合第10师团作战。在达到以上目的后，部队停止在滕县、临沂一线，为以后作战做好准备。

矶谷廉介指挥第10师团负责主攻方向，分兵两路部署：第10师团第8旅团长长濑武平率领4个半步兵大队、野炮兵联队加其他单位共6000多人组成长濑支队，西渡运河进击中国军队孙桐萱、曹福林部，并趁机向徐州西侧迂回。 6park.com
第10师团第33旅团长濑谷启率领旅团主力（辖第10联队（缺1个半大队）、第63联队、独立机关枪第10大队、工兵第10联队1个中队、兵站汽车第15中队）并加强较多特种兵（辖野炮兵第10联队（缺1个半大队）、野战重炮兵第2联队一部、驻屯炮兵第3大队（2个中队）和独立轻装甲第10、12中队，以及临时山炮兵、野炮兵各1个中队，拥有150毫米榴弹炮32门、75毫米山炮4门、75毫米野炮28门、94式装甲车34辆）共1.3万余人组成濑谷支队，沿津浦路南下向滕县进攻。

3月14日拂晓，早已蓄势待发的濑谷支队雷霆出动，气势汹汹地沿津浦路杀奔滕县。该支队下辖大量野战炮兵和战车，炮兵火力已超过了日军1个完整师团的配置，战斗力相当强大，可见矶谷廉介的作战意图很是简单干脆，力求一击到位。
当时中国第五战区所属的川军孙震第22集团军正准备反攻邹县，只是因战区预备队没有集结到位而一直未能实施总攻，但双方小规模的接触战斗则时有发生，第22集团军已推进至邹县以南的两下店地区。矶谷廉介已通过空中侦察获悉了第22集团军的兵力分布情况，判断滕县地区皆是平原，易攻难守，而川军的主力配置于滕县南北两侧，居于中心的滕县反而兵力空虚。矶谷廉介遂指示濑谷启，首先以部分兵力攻击滕县外围川军各部，试探抵抗强度，然后集中兵力兵器中心深入直捣滕县，迅速打通南下道路。

这时孙震也预感到可能要有大仗打，因此将二线部队第122师师部及所属1个旅部调进滕县城内，并任命第122师王师长铭章为第41军前方总指挥，总督滕县周围第41军部队。孙震的预想是以己部先拖住日军，待战区调动汤恩伯、孙连仲等部生力军赶到，再协力发动反攻。
然而，日军进犯速度很快，不待中国军队准备好，滕县就已经陷入战火之中。徐州会战中的滕县保卫战就这样打响了，后面是更加惊心动魄的台儿庄战役。 6park.com