1938年初，侵华日军为了打通津浦铁路，实现连接华北与华中战场的战略企图，刚接手华中方面军的畑俊六便决定与华北方面军司令官寺内寿一合作，由双方共同出兵、南北对进，首先攻占华东战略要地徐州，然后沿陇海铁路西取郑州，再沿平汉铁路南夺武汉。作战计划实施后，矶谷廉介所率领的第十师团在攻占了济南、泰安、曲阜等地后，便继续沿津浦铁路南下，企图与第五师团会师台儿庄，打开进入徐州的门户。
徐州，在中国历史上位列华夏九州之一，自古以来就是兵家必争之地，第五战区司令长官李宗仁为了保卫徐州，先后调集了64个师又3个旅约60万人，以主力集中于徐州以北地区，抗击北线日军南犯，而另一部分兵力则部署在津浦铁路南段，阻止南线日军北进，以确保徐州安危。后来，当矶谷师团抢占了大半个山东的消息传到第五战区后，李宗仁大怒，命令韩复渠迅速夺回泰安等战略要地，可韩复渠却置若罔闻，李宗仁只好上报军委会，随后，蒋介石下令，革除韩复渠一切职务，以“不听命令，擅自撤退”为由，执行枪决。
日军在接连攻占了济南、泰安、兖州、邹县、济宁、青岛、蒙城等地后，又马不停蹄地直逼滕县、临沂，而为了保卫徐州的这两个北大门，李宗仁急调第二十二集团军邓锡侯的部队驰赴滕县，阻击南下的日军。由于第二十二集团军是川军，属于地方军的编制，即每军两个师，每师两个旅，每旅两个团，下辖没有特种兵，主要武器是四川造的七九步枪、大刀、手榴弹和为数很少的土造轻重机枪、迫击炮，装备十分陈旧。除此之外，这支部队在来徐州之前，曾在晋东战场上同日军作战了四十多天，损失惨重，伤亡过半，在到达滕县防守时，全军团实际上只有八个团，总兵力不过两万余人。
虽然装备陈旧，人员不足，但川军还是接下了这个艰巨的任务，并将集团军司令部设在临城，以第四十五军为一线部队，负责守卫滕县、界河一带的前沿阵地。当川军刚在滕县部署就绪后不久，矶谷师团就发动了攻击，先是以数十架飞机和30余门大炮对滕县进行狂轰滥炸，后又派遣步兵冲锋，而守军将士却无所畏惧，在师长王铭章的指挥督战下，川军硬是打退了日军数次进攻。
进攻受阻后，矶谷廉介恼羞成怒，将攻打界河的部队抽调了一部分，全力进攻滕县。在此紧急关头，王铭章赶忙向第五战区司令部求援，但由于援军离此地太过于遥远，远水解不了近渴，川军总司令孙震只好将正在总部值勤的特务营，除留下一个手枪连作警卫外，其他的3个步兵连全部乘坐火车星夜驰援滕县，但由于援军人数太过于稀少，根本无法突破日军的包围圈，只得绕道向临城方向撤去。
1938年3月16日，王铭章师长决定放弃滕县外围阵地，将部队全部撤回城内，和日军展开巷战，由于敌强我弱，日军在第二天就占领了滕县的南面城墙和东关，作为前线指挥官的王铭章为了鼓舞士气，便亲自来到城中心的十字街口指挥督战。战至当天下午，王铭章和参谋长赵渭滨、邹绍孟身边的将士越来越少，后在率部突围时，王铭章腹部中弹，当场壮烈殉国，同时殉难的还有赵渭滨及邹绍孟等人。
滕县一战，王铭章将军挫敌凶锋，阻敌锐进，为徐州一带的中国军队集结赢得了时间，也使日军第十师团受到较大损失，为后来的台儿庄大捷，创造了有利条件，而负责守卫滕县的川军将士也在师长王铭章的带领下，奋勇杀敌，除少数官兵成功突围外，其余皆洒尽了最后一滴血，没有一个士兵沦为俘虏，此战可歌可泣，当属抗战史上最悲壮的一场战役。
