1938年3月24日，对于徐州的守卫者来说是一个很重要的日子，那就是蒋介石一行将来到徐州视察防务。
上午9时左右，一架标有青天白日机徽的螺旋桨飞机徐徐地降落在徐州机场上。机门打开了，蒋介石走到舷梯上，向大家挥了挥手。李宗仁走上前去，欢迎蒋介石一行。
蒋介石到徐州视察，主要是为参加徐州会战的部队鼓舞士气，同时也要看看徐州的防卫情况。蒋介石的随行人员主要有副参谋总长白崇禧、军令部次长林蔚、作战厅厅长刘斐等人。
这天，日军正向台儿庄发起猛攻，徐州上空时而可以听到日军飞机的轰鸣声。蒋介石视察了徐州战场，特别是了解了台儿庄战役的进展情况以后，当天就返回武汉了，把白崇禧、林蔚、刘斐等人留在徐州，协助李宗仁指挥作战。
白崇禧离开武汉前夕，特意邀请周恩来和叶剑英到其寓所，商讨对日作战的方针。
周恩来时刻关注全国的抗日形势，当白崇禧诚恳地问道徐州战场对日作战方针时，周恩来胸有成竹，讲述了一套完整的计划。
周恩来说：
津浦铁路南段，李品仙、廖磊两个集团军应该同新四军第四支队配合，采取以运动战为主、以游击战为辅的战法，在辽阔的淮河流域运动，时时威胁津浦铁路南段的日军，使这些日军不敢贸然北上，去支援南下的日军。
徐州以北，主力部队应采取阵地战与运动战相结合的方针，守点打援，实现各个击破。
白崇禧对周恩来提出的南北两种不同的战法，颇为赞赏。
白崇禧到徐州后，周恩来、叶剑英嘱咐张爱萍以八路军代表的名义去见李宗仁，劝说李宗仁在济南以南、徐州以北的地域抵抗日军。台儿庄就处于这一地域。
周恩来对张爱萍说：“曾同白崇禧谈过此事，现派你再直接向李宗仁做工作。”
张爱萍在徐州见到李宗仁时，根据周恩来的交代主要讲了3个观点：
日本侵略军占领济南后南下，几乎是长驱直入，气焰非常嚣张。战场上骄兵必败，而且这些日军是孤军深入；济南以南、徐州以北的地形很好，台儿庄、张庄一带都是山区，这类地形对我防御有利；广西军队是有战斗力的。这次作战，北面有八路军在战略上配合，应该在这样有利的条件下集中兵力打一个大仗，既可以给日军一个沉重的打击，还可以提高广西军队在全国民众中、特别是在国民党中的威信。
张爱萍这番话，说得有理有据，特别是涉及广西军队利害关系的几句话，说到了李宗仁的心上。李宗仁听了很高兴，当即表示坚决抵抗日军。
台儿庄位于山东南部峄县境内，距离徐州30千米，西临南四湖，西南与京杭大运河毗连，南接陇海路，北联津浦路，临城至赵墩的铁路支线经过台儿庄，水陆交通便利，是徐州的东北门户，一道重要战略屏障，扼守运河的咽喉。台儿庄战役，成为徐州会战的核心战场。
3月上旬，日军第二集团军得到兵力兵器的加强以后，命令第十师团向滕县进攻，同时要求第五师团向临沂、峄县推进，配合第十师团作战。
数天后，日军第十师团以第三十三旅团为基础组成的濑谷支队，从邹县以南地域沿津浦路南下，攻占界河，迂回到中国守军第二十二集团军的侧背。第二十二集团军下辖第四十一、第四十五军。
1938年1月，孙震总司令率领部队进至临县、滕县。2月，第一二二师师长王铭章被任命为第四十一军前方总指挥，率领第一二二师师部和第三六四旅旅部等部队进驻滕县。
日军进攻滕县，王铭章师长临危受命。第一二二师虽说是一个师，却只有两个旅，每个旅实际上只有一个团的兵力。日军不仅在数量上占有优势，还装备有山炮、野炮、重炮等多种特种兵器，武器装备上的优势更明显。
但是，王铭章师长对抗日满怀信心，他曾坦率地说：“以川军薄弱的兵力和武装，担当津浦路上保卫徐州第一线的重大任务，力量不够是不言而喻的。我们身为军人，牺牲原为天职，现在只有牺牲一切以完成任务，虽不剩一兵一卒，亦无怨尤。”
北线西路日军的进攻直接威胁到徐州的安全。当时，徐州空虚，援军尚未调到。蒋介石得知上述敌情以后，即向第五战区下达命令：“四十一军王铭章，务必死守滕县3日，以待增援部队巩固徐州。”
第二十二集团军孙震总司令根据第五战区的意图，命令王铭章师长：“直至第一线不能支持时，亦务必令四十一军两师死守。”
这两道命令下达后，中国军队防守滕县的各项准备工作更紧张了。
北线西路日军南下如此迅速，是韩复榘放弃济南造成的恶果。李宗仁为了阻止北线西路日军的进攻，确保徐州地区的安全，曾于2月10日命令第三集团军总司令孙桐萱指挥所属部队向运河以东推进，袭取济宁。
这是一场惊心动魄的战斗。孙桐萱原来是韩复榘的部属，韩复榘接连放弃济南、泰安、大汉口、济宁等地，数天之内，山东大片领土被日军占领，他感到愤慨。
根据李宗仁的作战部署，孙桐萱指挥第二十二师强渡大运河，攻入济宁城，与日军在济宁城内展开了激烈的奋战。但是，由于日军及时得到增援，第二十二师遭到重大伤亡，被迫于2月17日晚撤退到运河西岸。
中国军队未能夺回济宁，日军的侵略野心更加狂妄。19日，日军攻陷安居镇。22日至24日，相继猛攻第五十五军和第十二军防守的阵地。连日作战，第三集团军虽然歼灭日军1000多人，但未能实现夺回济宁的意图，部队伤亡3000多人。矶谷廉介指挥的部队不断向南推进，兵临滕县城下。
1938年3月14日，日军进攻滕县，一场悲壮的滕县保卫战，拉开了台儿庄战役的大幕。
从战略态势看，进攻滕县的日军是一路孤军。日军参谋本部在筹划津浦路北段日军的作战行动时，考虑到战线长、兵力少的困境，确定济宁、邹县、蒙阴为指令线，第五、第十师团的前期行动不得超越这条指令线。
但是，第五、第十师团的官兵一向视自己为日军的精锐，一些少壮派骄矜自负，竭力主张向南推进，一鼓作气攻下徐州。特别是第十师团占领济宁、邹县一线以后，矶谷廉介急不可待，多次向第二军指挥部请求南进。
2月，濑谷支队向运河以西进攻，占领嘉祥以后，日军的侵略野心进一步膨胀。3月上旬，板垣征四郎和矶谷廉介通过方面军再次向日军大本营请求率部南下，攻占徐州。日军大本营批准了他们的请求，但同时指出，由于华北方面军正在进行晋南战役，山东战场不可能再增加部队，徐州会战的准备工作没有完全就绪。
第五、第十师团南下作战，兵力不能分散，位置不宜突出，进攻正面不要太宽，部队前进时不要太远。为了防止发生不测情况，日军大本营把作战区域限制在京杭大运河以东、以北地区。
日军华北方面军指挥部根据大本营的意图，也提出了第五、第十师团不可突出冒进的措施，方面军司令官寺内寿一特别指出，部队进至滕县、峄县、临沂一线以后，转而取守势，为以后作战做好准备。
从战役指挥上看，上述意图是符合战场情况的。徐州会战终究是一场80多万大军互相搏杀的大会战，没有充分准备，就可能遭到不测。
但是，板垣征四郎和矶谷廉介自恃武器装备上的优势，轻视中国军队的战斗力。特别是第十师团占领济宁以后，继续南下，取得了局部胜利，第一次冒险成功。
他们的行动虽然受到了日军大本营的节制，但一时的局部胜利使一些日军将领失去了理智，他们不顾一切，孤军深入，急于向徐州挺进。
进攻滕县的日军，由第十师团第三十三旅团漱谷启指挥，共有兵力约15000人。濑谷启指挥的这路日军，孤军前出，不能及时得到其他部队的增援，成为相对好打之敌。
战役指挥者要善于抓住处于孤立态势之敌打击。在敌人无隙可乘时，不要轻举妄动，而冷静地观察战局的变化，等待其脱离主力、孤军深入之敌的出现，以便为己所用。脱离主力，孤军深入之敌，常常是在战斗过程中出现的，这就要求战役指挥者要善于抓住战机。
这路日军人数虽然不多，但配备了不少炮兵，在炮兵火力上有较大优势。日军进攻滕县，凭借炮火优势，占据了主动地位。但在台儿庄却遭到了灭顶之灾。
3月14日，天刚蒙蒙亮，日军的飞机就飞临滕县上空，对滕县进行狂轰滥炸。紧接着，炮弹一波接一波地落在滕县县城，日军在坦克的掩护下，向滕县附近的中国守军阵地发起攻击。防守滕县的中国守军在第一二二师师长王铭章的指挥下，拼死坚守。
孙震总司令得知日军大举进攻滕县，立刻从临城乘火车赶到滕县，不顾日军密集的炮火，到前线阵地察看。在北沙河地段，孙震把附近部队的指挥官召集到一起，明确提出了抗击日军的作战方法。
孙震在阵地上大声说：“为了国家存亡，必须人人抱定‘有敌无我、有我无敌’的决心，与敌死拼，不负男儿七尺之躯。”孙震临阵动员，振奋了滕县守军的士气。
3月15日，日军陆续增加部队，上万日军向滕县右侧迂回，加强了对滕县的进攻。滕县东北十余里的冯河、龙阳店等几个主要据点被日军包围。
此时，王铭章师长能够指挥的滕县守城部队，只有8个步兵连、1个卫生队，连同滕县县城的警察和保安队，一共也不到3000人，真正有战斗力的部队只有近2000人。
面对装备精良的日军的连续进攻，滕县的处境非常危急。王铭章临危不惧，动员官兵誓死报国，部队士气高昂，一次又一次地把日军击退。
3月16日，从黎明开始，日军向滕县东北方向发动猛烈进攻，上万发炮弹倾泻在滕县城内，飞机整整轰炸了一天。坚守滕县外围各主要据点的中国守军互相隔离，被迫各自作战，一些据点的官兵壮烈牺牲。
孙震总司令获悉滕县的战况，打电话给王铭章：“昨天，汤恩伯的先头部队已到临城，后续部队会陆续赶到。你们必须坚守滕县。你的指挥所应立即移到城内，你要亲自指挥守城事宜。如果守城兵力不足，可以把城外的兵力调进城内。”
“我们一定固守待援。”王铭章坚定地表示。
王铭章到滕县指挥所后，当即告诫滕县城内全体官兵：我部必须死守滕县。我和大家一起，城存与存，城亡与亡。现在，立即把南门和北门堵死，东门和西门暂时留出通道，没有我的命令，任何人不准出城，违纪者，就地正法。
命令传下去后，王铭章师长镇定自若，登上滕县城头，不断慰勉守城官兵，坚决阻击日军，誓与阵地共存亡。为了集中兵力加强滕县的防守，天黑以后，王铭章命令城外各据点向滕县靠拢，进入县城防守。
日军的优势兵力久攻不克，矶谷廉介恼羞成怒。这天夜间，他把30000多日军、70多门大炮、近50辆战车调集起来，把滕县城关的东面、南面、北面包围起来。
滕县的战局越来越严重，第五战区原定由汤恩伯军团的一个团接替滕县的防务。该团已于3月15日到达临城。孙震总司令得知这一情况，命令该团立即前往滕县，支援王铭章师长防守滕县。但是，由于该团必须等到军团司令部到达临城后才能北上，难以立即前往滕县。
当时，第二十二集团军在临城的部队只有第四十一军直属特务营了，这个营仅有3个步兵连，1个手枪连，力量单薄。孙震总司令为了解滕县之围，命令特务营营长率领3个步兵连星夜出发，急行军赶往滕县，支援王铭章师长防守滕县，他自己身边只留下1个手枪连。
3月17日拂晓，日军就开始向滕县进行猛烈炮击和轰炸，每分钟都有数十发炮弹落到县城，日机接连不断地向中国守军投弹、扫射。阵地被炸毁了，房屋倒塌了，起火了。滕县城内，到处硝烟弥漫，烈火熊熊，只有北关的美国教堂还依稀可辨。
东南角的城墙被炸塌了，日军在坦克的掩护下，向缺口冲击。王铭章师长指挥官兵用机枪、手榴弹顽强抗击。日军冲过来，官兵们就用大刀同日军展开了肉搏战。
王铭章师长看到部队伤亡越来越严重，焦急万分，即发电报给第五战区指挥部。电文陈述：“黎明敌即以大炮猛烈攻城，东南城角被冲破数处。现在督师力战。”
数小时后，王铭章又给孙震司令发出第二份电报。电文称：“敌步兵登城，经我军冲击，毙敌无数，已将其击退。若友军再无消息，则孤城危矣！”
可是，援军在哪里？
3月17日下午，日军继续用重炮猛烈轰击滕县，日机的攻击越来越频繁，预先构筑的工事几乎被夷为平地，守城官兵大部分在同日军的拼杀中光荣牺牲，阵地上剩下的人都已血肉模糊，连面目都分不清了。
王铭章师长意识到，这是报国的最后关头了。他给孙震司令发第三份电报，报告说：“目前敌用重炮、飞机从晨至午不断猛轰，城墙缺口多处，敌步兵屡次登城，屡被击退。”最后，王铭章表示，“决心死拼，以报国家，以报知遇。”
这是将军从炮火连天的阵地上发出的最后一份电报。
王铭章师长发出这份电报后，神情泰然，仿佛不是在激烈的生死场上，仿佛眼前没有这场战斗。他缓缓地向一处阵地走去。忽然，他看见滕县县长周同站在身边，他停住脚步，语气和蔼地说：“周县长，你可以走了，你应该走了。守城，有我指挥。”
周县长两道明亮的目光注视着将军，说：“王师长，‘守土有责’这四个字，我是明白的。抗战以来，只有殉土的将军，没有殉职的地方官。我们食国家之禄的，非常惭愧！王师长这样爱国，这样爱民，我们深受感动。我为一县之长，绝不苟生。我要做一个为国牺牲的地方官。”
肝胆相照，悲壮凄凉。将军和县长紧紧地拥抱在一起，迸发出一种不可战胜的力量。
日军从东面和西面攻入县城。王铭章师长把指挥所设在县城十字街头，亲自督战。看到日军冲过来，他举起枪，愤声怒吼：“弟兄们，我们要坚守到最后一分钟，要拼到最后一滴血！”
蒋介石下达的坚守滕县3日的时限早已过去了，战斗还在继续。傍晚，王铭章师长和少数随从已经无法在街上同日军展开搏杀，即从西北角登上城墙，准备到火车站去指挥战斗，继续与日军拼杀。
突然，一颗子弹击中了王铭章师长的腹部，鲜血很快染红了将军的衣服。卫兵见状，急忙用绑腿为将军包扎。
正当卫士要把受伤的王铭章师长转移时，一排子弹射过来，王铭章师长光荣殉国。
滕县保卫战，中国守军没有一个人投降。
3月18日，滕县、临城陷入日军之手。
3月20日，韩庄、峄县被日军占领。
滕县虽然失守了，但是，王铭章师长面对10倍于己的日军的疯狂进攻，率领部队坚守滕县阵地4个半昼夜，中国军队伤亡近万人，歼灭日军2000多人，为台儿庄大捷创造了有利条件。
局部的牺牲，换来了全局的胜利。对此，作为战区司令官的李宗仁深有体会地说：“若无滕县之死守，焉有台儿庄之大捷？台儿庄之战果，实滕县先烈所造成也。”
战后，日军一名记者撰文说：
1938年3月初，我军攻占济南后，组织濑谷混成支队，以步兵两联队配合相当数量的炮兵、坦克、飞机，继续南进，在泰安、兖州等处，均未遇到抵抗，但到滕县后，遇到四十一军之一二二师顽强抵抗三天，我军遭受很大损伤。
王铭章的灵柩运回四川时，沿途群众路祭不绝。英国、法国在长江上的船舶，下半旗，鸣礼炮致哀。王铭章的家乡新都县举行了隆重的迎灵仪式。汉口、重庆、成都这3个城市都为王铭章举行公祭。
1984年9月1日，四川省人民政府追认王铭章为革命烈士。9月14日，中华人民共和国民政部为王铭章遗属颁发了烈士证书。