所部抱著儲存實力的念頭，多少有些留手，以減輕傷亡。結果沒想到倒讓獨立支隊搶了先，這一下湯恩伯不幹了，命令傳達到前線陣地之後。

湯恩伯軍團各級將領，再也不敢保留實力，嚴令各部盡全力進攻，爭取在最短的時間內突破日軍城防工事，一舉消滅城內所有日軍。一時間在縣城的四面八方，先後響起了嘹亮的衝鋒號角，英勇的中國士兵們，大聲吶喊著，冒著小鬼子的槍林彈雨，前赴後繼的向著城牆方向衝去，震天的喊殺聲中，英勇的中國士兵們如同洶湧的浪潮一樣，不斷的拍打著日軍的城防工事，小鬼子雖然拼死頑抗，但是整條防線已經千瘡百孔，岌岌可危。

在中**隊的勐烈攻勢下，加上獨立支隊從西北角成功破城，本就苦苦支撐的小鬼子，再也無法堅持下去。戰鬥持續到了第二天黎明，湯恩伯軍團分別從北城，東城突破日軍城防工事，成功殺入了縣城。於此同時第二集團軍也取得突破性進展，從城南成功破城。

成千上萬的中國士兵成功殺入了城內，一時間城內喊殺震天，槍炮齊鳴，血流成河。在中**隊的圍攻下，小鬼子損失慘重，雖然拼死掙扎，但是最終沒能逃脫被全殲的命運。零星的戰鬥持續到了4月6日上午八點，終於停止了下來。

退守嶧縣的日軍殘部約兩千餘人被一舉全殲，中**隊成功收復嶧縣。日軍第10師團師團長磯谷廉介等日軍高階將領，在城破之後，全部於司令部內剖腹自盡，提前結束了其罪惡的一生。至此第10師團主力被中**隊一舉全殲，臺兒莊戰役最終以中**隊的完勝而宣告結束。

此戰中**隊一舉全殲日軍第10師團主力，擊斃磯谷廉介中將，瀨谷啟少將以下一萬五千餘日軍。之前的新莊鎮大捷，擊斃日軍第五師團坂本順少將以下近八千餘人，總共擊斃日軍兩萬餘人，先後俘獲日軍719人，取得抗戰爆發以來的空前大捷。

臺兒莊大捷不但擊斃了大量的日軍，同時繳獲了大量的武器裝備，其中繳獲各型火炮數十門，裝甲車11輛，大小戰車8輛，汽車一百多輛，輕重機槍一千餘挺，步槍一萬餘支，各種彈藥及其他武器裝備無算。

臺兒莊戰役的勝利，意義重大，是日軍戰役進攻中的一次敗退。這對於日軍侵華戰爭以來尚屬首次。對日軍來說，這不僅是在兵力數量上的損失，更重要的是精神上的挫敗。“日軍不可戰勝”的神話破滅了。就連日本軍方自己對此次戰役都做出了這樣的評價：“不識他人，徒自安於自我陶醉，為**計，更應以此為慎戒。”

臺兒莊戰役的勝利，在政治上增強了全**民抗戰必勝的信心，鼓舞了抗日軍隊計程車氣，用勝利的事實證明了“亡國論”是沒有根據的。而李宗仁更是以偏師弱旅戰勝驕狂不可一世之日寇強敵，更說明了只要眾志成城、精誠團結、拼死抵抗、艱苦奮戰中國人民就是不可戰勝的。

臺兒莊戰役勝利之後，國內各大報紙爭先轉載了臺兒莊大捷的訊息，一時間舉國沸騰，武漢，廣州，重慶，長沙，西安等地，興奮的群眾紛紛湧上街頭，舉行盛大的遊行，以慶祝臺兒莊大捷。在政府的宣傳下，全國各地更是湧現出了一股踴躍參軍的狂潮。

周副主席聽說臺兒莊大捷的訊息之後，做出了這樣的評價，“這次戰役，雖然在一個地方，但它的意義卻在影響戰鬥全域性、影響全國、影響敵人、影響世界！”

正如周副主席所言，此次臺兒莊大捷確實在國際社會上引起了不小的反響，抗戰爆發以來，國際上對中國抗戰的前途大多抱悲觀的看法。臺兒莊戰役勝利的訊息傳出，有的國家甚至不敢相信。

1938年4月9日路透社電訊說；“英軍事當局對於中國津浦線之戰局極為注意，最初中**隊獲勝之訊息傳來，各方面尚不十分相信，但現在證明日軍潰敗之訊確為事實。