“开火！”由于龙阳店与后明之间的日军力量单薄，因此第69军把第一打击目标设定为该部，为此第69军集中各种火炮约20余门，对窜入大绪庄、门堂村、南明村等地的600多日军实施大规模炮击。

20分钟的炮击，在日军控制区内落下了近800余发大大的炮弹。最后一声炸音刚刚落地，数个营的东北军就在“杀光日本”的口号声中一跃而起，分头向各村突了过去。

日军拼命呼叫空中支援，但来自曲阜的日军临时航空兵团第三飞行团的轰炸机刚刚抵达滕县空域，从徐州起飞的西北空军也到达了战区上空。数十架战机上演了安阳会战以后最大规模的空战，最终西北空军以战损6架、重伤3架的代价击落日机9架、重伤其2架，暂时掌握了滕县上空的制空权。

既然已经掌握了战区的制空权，西北空军当仁不让的出动苍鹰中队对日军全线阵地实施轰炸，其中重点轰炸了日军对龙山进攻部队的出发阵地，间隔半时的三波次高密度轰炸之后，日军损失惨重，最终不得不停止了对龙山进攻和增援北沙河以东的军事行动。

日军停止了前进，但中**队不会放弃这个机会，北沙河以东的中**队全线进攻。下午5时，第一个捷报传来，第69军警卫营率先攻克门堂村，击毙日军少佐大队长1人，中少尉及军曹以上级别士官、下士官15人，毙俘其余日军170余人，缴获三八****47杆、掷弹筒12具、大正三年式重机关枪一挺、九二步兵炮1门，****12柄，其余军资无算。

随后中**队挑灯夜战，终于全歼龙阳店至后明一线突袭之日军余部。而东郭以北的战事也有极大的进展，当晚朱洼、白河、牛皮岭、李沟等村落被收复，日军残部被压缩在青莲山摩天岭至党郎山之间七八个村落之间，日军总数也下降到了1800人以下。

但本川省三和山冈重厚中将又如何甘心以失败收场。3月10日，日军大举调动航空兵力轰炸徐州以调动西北空军的注意力，第109师团趁机以配属的野战重炮第3联队的150公厘重炮部队猛轰北沙河铁路桥沿线东北军阵地，随即以大队规模向北沙河以南发动强攻。

第123师、第127师集结全部兵力予以顽强抵抗，同时增援的第114师也已经全部开抵滕县，师主力在城河沿线设置二线工事，所部1142团开赴龙阳店以东协助防守日军的渡河攻势。同日下午，自枣庄出发的第116师第1162团也在副师长兼团长李兰池率领下开抵沂山以北桑村、城头一线。

是日，第128师赵毅部也加紧了对日军被围部队的进攻，从日到暮，从暮到日，东北军不顾日军殊死抵抗造成的大量伤亡，以决死之心反复对日军据守的村落实施突击。日军遭到东北军舍生忘死的打击，盘踞的村落逐步失守，日军势态进一步遭到压缩。战至7日凌晨，第1162团也奉命加入战局，日军遭到此股生力军的打击，更是不堪。11日下午3时，日军被迫放弃各处据点，纠集不足千余残军奋力一击，撕开东北军在谷山、磨石山、相河一线的阻击阵地向大王村河以西夺路而逃。

东北军各部不愿煮熟了鸭子就此飞走，各部全力顺势掩杀，日军一路留下断尾部队，余部也丢下移动不宜的火炮等重型武器，最终约500人在河西日军的接应下逃脱生天。

此时日军本川支队主力已经突破北沙河防线，攻入洪町和后十里铺等地，滕县县城已经再度处于日军火炮的射击范围之内。

然而这也是日军此役推进的最远点了。

3月11日，京杭运河西岸的邓锡侯第9集团军所属新6军龚渭清部2个师及张自忠第12集团军所属黄维纲新编第2军1个师作出了趁日军在济宁至汶上段防守薄弱的机会就势反击的架势，迫使日军不得不撤兵返回邹县应对，由此这场微山湖畔的战役就此落幕，日军付出近4000人的代价最终一无所获。

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