一九三七年底，日軍佔領南京以後，為了溝通南北戰場，遂沿津浦路南北對攻，企圖攻取徐州，徐州會戰開始。在中國軍隊的頑強抵抗下，津浦路南段的日軍進攻勢頭被阻，兩軍形成隔淮河對峙的局面。津浦路北段因韓復榘在日軍進攻面前不戰而退，濟南、泰安、曲阜等地棄守；形勢萬分危急。第二十二集團軍奉令急赴魯南，增援北線作戰。

　　一九三八年一月上旬，二十二集團軍抵達臨城（今薛城），以四十五軍為第一線部隊，四十一軍為第二線部隊，均部署于滕縣以北。一二二師為集團軍預備隊，準備扼守滕縣。三月上旬，日軍在鄒縣、殼州大量增兵，並以小部隊及飛機向四十五軍陣地反復進行偵察，準備發動大規模攻勢。十日，孫震為加強守備，重新調整部署，將預備隊一二二師師部調進滕縣城內，任命王銘章為第四十一軍前方總指揮，統一指揮一二二、一二四師。王銘章令三六四旅張宣武團進駐滕縣以北的北沙河，部署第二道防線；三六六旅王文振團進駐滕縣東北的平邑，城前，以掩護第四十五軍陣地的右側背，並防備臨沂方向之日軍第五師團的側擊。

　　三月十四日，日軍第十師團在航空兵的掩護下向滕縣外圍四十五軍第一線陣地展開全線攻擊。經一日激戰，界河一線的守軍正面陣地屹然未動。十五日晨，日軍繼續猛攻界河四十五軍陣地未能得逞。同日，另一股日軍約三千人由濟寧東南的石墻出動，向東防深井的一二四師三七0旅進攻，該旅傷亡慘重。王銘章為防止敵人由深井向滕縣左後方迂迴包圍，急調在滕縣擔任城防的一二四師三七二旅馳援三七零旅，經激烈戰鬥，終於穩定了防線。十五日午，王銘章為防敵人乘隙滲入滕縣左側，命令在北沙河的七二七團抽出一營兵力，到滕縣西北的洪町、高廟佈防。

　　十五日下午，日軍以界河正面守軍陣地仍未被突破，遂遣兵力萬餘，由龍山以東向滕縣方向右翼迂迴，下午五時許，其先頭部隊已分別進至膝縣東北十余裏的馮河、龍陽店一帶。日軍的企圖是撇開正面陣地，直接攻擊滕縣縣城，迫我正面陣地不戰自棄。此時，滕縣城關僅有一二二、一二四、一二七三個師部和三六四旅旅部，每個師部只有一個警衛連、一個通信連和一個衛生隊，還有滕縣縣長周同率領的警察和保安隊四、五百人，滕縣形勢十分危急。四十一軍、四十五軍的大部兵力均膠著于第一線，只有在平邑方向的一二二師三六六旅王文振團尚未與敵接觸。王銘章急令該團火速回援，但該團遠在百里之外，緩不濟急，且難保途中不被敵阻攔。王銘章向集團軍總部請求援兵，而二十二集團軍總部掌握的唯—一支機動部隊是四十一軍直屬特務營，孫震只留一個手槍連擔任總部的警衛，令營長劉止戎率三個步兵連星夜乘火車開赴滕縣。王銘章再命三六四旅張宣武團長從北沙河陣地抽出一個營，跑步回救。截止十五日夜，滕縣城關的戰鬥部隊，共為一個團部，三個營部，十個步兵連和一個迫擊炮連，另有師、旅部的四個警衛連，還有臨時來城領運彈藥的一二四師一個步兵連。加上警察和保安隊，合計三千人；但真正的戰鬥部隊不滿二千人。王銘章命從平邑趕到的三六六旅一個營扼守縣城東關，三六旅一個營擔負東西兩面城防，軍特務營擔負南北兩面城防。自率師部在西關指揮。當夜，部隊急築工事，搬運彈藥。

　　對於敵強己弱的形勢，玉銘章心中十分清楚，但他抱定以死報國之心，他曾説過。“以川軍薄弱的兵力和破敗的武器，擔當了津浦線上保衛徐州的第一線的重大任務，力量已不夠是不言而喻的。我們身為軍人。犧牲原為天職，現在只有犧牲一切以完成任務，雖不剩一兵一卒，亦無怨尤。不如此則無以對國家，更不足以贖川軍二十年內戰之罪愆了！”