下午三時(shí)半，日軍占領(lǐng)滕縣南城墻，東關(guān)陣地已彈盡糧絕，守軍工事完全被毀，城墻被轟塌多處，日軍在坦克掩護(hù)下突入東關(guān)陣地，團(tuán)長(zhǎng)王麟和政訓(xùn)員胡清溪中炮陣亡，日軍占領(lǐng)南城墻和東關(guān)之后在城墻以火力掩護(hù)西南城的步兵向中國(guó)守軍突擊。同時(shí)日軍炮火猛轟西城門樓，中國(guó)守軍死傷慘重。下午五時(shí)，西門和西門以南的城墻被日軍占領(lǐng)。

彈盡、糧絕、城已破，滕縣城內(nèi)已是一片焦土，日軍源源不斷地從缺口涌入，中國(guó)守軍逐屋抵抗，122師師長(zhǎng)王銘章拍發(fā)了最后一封電報(bào)：十萬(wàn)火急徐州李長(zhǎng)官并轉(zhuǎn)蔣委員長(zhǎng)：目前日軍已攻破滕縣城防，我方援軍至今杳無(wú)音訊，支部王銘章及全師官兵決心以死報(bào)效國(guó)家，以遂成仁之志，僅此急電。隨后砸毀電臺(tái)，燒毀文件，率指揮部到一線指揮作戰(zhàn)。

王銘章師長(zhǎng)、趙渭浣參謀長(zhǎng)、羅中辛副官長(zhǎng)、少校參謀謝大熏及124師參謀長(zhǎng)鄒慕陶等十余人步行到火車站途中遭到日軍機(jī)槍掃射，全部陣亡，滕縣城內(nèi)最高指揮官僅剩張宣武團(tuán)長(zhǎng)。黃昏時(shí)分，張宣武團(tuán)長(zhǎng)中彈負(fù)傷，城內(nèi)陷入無(wú)指揮狀態(tài)，夜里九時(shí)，北城墻的守軍二三百人有組織地扒開(kāi)城門，突圍出去。滕縣失陷，但此時(shí)城內(nèi)仍然有零星的中國(guó)守軍與日軍對(duì)抗，槍聲響了一夜，直到天亮……

拼命趕來(lái)增援的500團(tuán)還是晚了一步，17日下午，500團(tuán)距離滕縣僅一百華里，17日夜，滕縣已經(jīng)淪陷，

18日拂曉，急進(jìn)中的500團(tuán)終于看到了滕縣城中沖天的大火和煙霧，沿途碰到少量潰兵，林廣祿得知滕縣已經(jīng)失守。

林廣祿聽(tīng)到這個(gè)消息的時(shí)候，幾乎從馬上跌落下來(lái)，沒(méi)想到自己還是晚了一步，滕縣失守，自己也自身難保，繼續(xù)前進(jìn)已經(jīng)毫無(wú)意義，撤退也不知道該撤往何處，正躊躇中，突然前方槍聲大起，500團(tuán)前鋒部隊(duì)正好碰上了一支追擊潰軍的日軍分隊(duì)，日軍沒(méi)想到在這里會(huì)碰上中國(guó)軍隊(duì)，雙方幾乎面對(duì)面地撞到了一起，林廣祿一咬呀：“屌丫咪！搞死一個(gè)算一個(gè)！”指揮部隊(duì)沖了上去。

日軍分隊(duì)原以為是逃散的潰兵進(jìn)行的無(wú)組織抵抗，穩(wěn)住陣腳正想呼叫增援，豈料黑夜中突然沖出幾百名舉著大刀的中國(guó)士兵，一看打不過(guò)扭頭就像兔子一樣往回竄，腿腳快的山瑤佬舞著大刀足足將他們追出了十里地外，追得日本鬼恨不得多生兩條腿，500團(tuán)在黑暗中失去了目標(biāo)，林廣祿將500團(tuán)收攏，可是又不知該如何是好。

滕縣失陷，已和司令部失去了聯(lián)系，黃漢生想了想，拍發(fā)了一封電報(bào)：“500團(tuán)已到達(dá)滕縣，然滕縣已失陷，沿途敗兵無(wú)數(shù)，500團(tuán)誓死報(bào)效國(guó)家，林廣祿、黃漢生 謹(jǐn)呈 叩?！?/p>

黃漢生這封置之死地而后生的電報(bào)救了林廣祿和500團(tuán)上下近千條命！若黃漢生老實(shí)說(shuō)500團(tuán)離滕縣還有幾十里，那么林廣祿最起碼是個(gè)馳援不力的罪名，滕縣失陷對(duì)徐州影響甚大，雖然主要責(zé)任在于湯恩伯部畏戰(zhàn)不前，但司令長(zhǎng)官無(wú)法治湯恩伯的罪，最后板子肯定是打在林廣祿的500團(tuán)身上，滕縣已失，多填一個(gè)500團(tuán)進(jìn)去也是無(wú)力回天，司令部電令500團(tuán)收攏敗兵并后撤待命。

滕縣失陷第二天，湯恩伯主力到達(dá)臨城以南的利國(guó)嶧一線，得知滕縣失守，又停了下來(lái)。

日軍占領(lǐng)了滕縣，略作休整后，先遣隊(duì)隨即南下追擊逃散的中國(guó)軍隊(duì)并試探性進(jìn)攻。

500團(tuán)來(lái)回折騰一番，實(shí)在是走不動(dòng)了，從滕縣逃出來(lái)的川軍連續(xù)廝殺幾晝夜，也走不動(dòng)了，他們停在了臨城以北的荒山野地里休息。