。3月24日，关麟征指挥部队向盘踞在津浦铁路台枣支线的日军第10师团濑谷旅团发起进攻。
关麟征发现日军白天战斗活跃，晚上龟缩不动，就采用夜战火攻战术，命令部队昼伏夜出，消灭敌人。3月31下午，由临沂南下的日军坂垣征四郎的第五师团沂州支队四千人，突然袭击五十二军指挥部。
当时，关麟征身边只有一个警卫营的兵力约三百人。他沉着冷静，命令警卫连在离指挥部千米以外的地方展开佯攻，以迷惑敌人。及至黄昏，援军赶到，他立即指挥部队对日军突然实行反包围。敌军仓卒应战，伤亡众多，其骑兵部队全部被歼。
4月初，关部加速对台儿庄日军的攻击，白天或枪炮轰击，或白刃肉搏，晚上攀屋放火，乘乱追杀，使敌人日夜不宁，从台儿庄北面完成对日军的包围。4月下旬，关部奉令开至峄县以东、邳县以北防守，将日军国崎支队包围在码头镇西的北涝沟，给敌以重创，仅日军四一、四二联队伤亡就达一千四百多人。
台儿庄大捷后，关麟征升任第32军团长。蒋介石声称：“中**队如都象五十二军那样战斗力强，打败日本军队是不成问题的。”时人则称台儿庄战役中负责防守的孙连仲和负责攻击的关麟征为“孙钢头”和“关铁拳”。
徐州会战结束后，关麟征三十二军团经徐州以北向归德(商丘)撤退。关军行至豫皖两省交界处砀山与杨集之间，欲通过一座桥时遇到了困难。因为桥西已被日军占领，敌人用八挺重机枪封锁桥上通道。
五十二军几次组织兵力冲锋都未能突破敌人封锁线。关麟征勃然大怒，遂将从蒙古定远营中得来的良马16匹集
第29回 关麟征(3/6)