了天黑，守军自然是伤亡越来越大，日军也没有好过到哪里去。用第十联队联队长赤柴八重藏大佐的话说，进入支那以来，第十师团所向无敌。只有两次作战大大不利。一次是被支那教导队伏击，想起来都让人毛骨悚然，那是一片血肉模糊，精锐的皇军士兵像砖头瓦块一样，被教导队部队砸的粉碎。第二次就是这次滕县攻击战，当然，滕县守军不能和的教导队比，那是一群看不见的魔鬼，吃肉不吐骨头。不过，这滕县守军虽然没有教导队那么恐怖，但他们打的是以命换命，连伤员都拉响手榴弹和皇军同归于尽，造成进攻部队伤亡巨大，小小的滕县县城竟然是一块啃不动的钉子。
天黑后，王铭章和张宣武将部队收缩，固守在南城墙一带，准备突围。这一收缩，王铭章把牙都咬掉了两颗。守城开始时有5000多人，打了3天，5000人变成了1000来人，其中还包括三百多名轻重伤员。也就是说，4000名川军将士长眠在了滕县城内。
王铭章擦了把泪，命令张宣武，把所有部队整编成三个营，张宣武带一个营做突围先锋，王振文带一个营运送伤员，他亲自带一个营殿后，掩护部队突围。
张宣武和王振文认为要走也是师长先走，绝对没有让师长殿后的道理。
王铭章制止了两个人，说道：“我们在滕县坚守三天，加上界河阻击战、北沙河阻击战、龙阳店阻击战，少说也打死了3000多鬼子，我第二十二集团军虽然打残了，也值了。我们基本上是5条命换小鬼子一条命，虽然有点赔本，但那也是没办法的事。死了那么多弟兄，哪里多我一条命。你们放心，我这人命大，不会有问题的。”
张宣武和王振文不依，最后决定，王振文做突围先锋，张宣武殿后，王铭章率一个营带伤员转移。
结果，三百多伤员全部拒绝撤退，不愿意拖部队后腿，要求每人发五颗手榴弹，将他们安置在不同地方，由他们做最后的殿后部队。
王铭章心中不忍，但理智告诉他，带着伤员突围是不现实的。再说，现在打成了一锅粥，即令突围出去，能不能回到徐州还很难说，伤员得不到救治，也很难活下去。就咬咬牙，下令将伤员隐蔽，每人发5颗手榴弹。
突围开始前，王铭章给孙震发了电报，询问能否接应。孙震回电，陈鼎勋率领三个团下午和追击的鬼子激战，至今未能脱离与敌接触，计划晚上想法撤退。只有等他们摆脱了追击的鬼子，才能去攻击鬼子炮兵阵地，接应守军突围。
王铭章一想，趁陈鼎勋他们和鬼子交战，正好突围。随即命令王振文行动。
突围开始的时候进行的很顺利，第十联队经过几天激战损失很大，夜晚暂停攻击，处于警戒状态。王振文他们不强行攻击，而是在南城墙上靠上梯子，爬上城墙后用绳子缒下去。
刚开始的时候，王振文率领先头营先上了城墙，在两边架起了机枪，做好了掩护突围的火力准备。随后就让战士们攀着绳索往下溜。
当先头营顺利出城后，王铭章带人上了城墙，刚攀着绳子缒下去，南城墙两边的鬼子发觉了，开始用机枪扫射，封锁突破口。
王铭章一见鬼子开始封锁，在城墙下面连声大喊：“用火力压制，掩护弟兄们快爬！”
一句话没有喊完，鬼子机枪一梭子打过来，直接击中了他。王铭章看了一眼鬼子的机枪方向，骂了句“龟儿子”，就轰然倒下。
参谋长赵渭滨和一二四师副参谋长邹邵孟见王铭章中弹，赶紧都往跟前跑，查看伤势，结果鬼子的机枪又是一梭子打来，二人都中弹当场牺牲。
见师长、参谋长殉国，尚在城墙上的一二二师警卫连硕果仅存的一个排全都红了眼，呐喊着向鬼子扑去，与敌人杀在了一起。可惜