日軍對滕縣的進攻是三月十六日早晨六時開始的，全天的戰鬥集中在東關進行。
滕縣的城牆堅固厚實，成四方形，四面還有護城壕。在東城門外，有一個百十戶人家的集鎮，這個集鎮的北、東、南三方都有一道土石混合修成的寨牆，寨牆的西面緊靠護城壕，寨牆的外面也一道壕溝圍繞。寨牆上共開了三道門，北邊的叫北閣門，中間的叫黃山橋閣兒門，門額上刻着“九省通衢”四個字，南邊的叫善國門。這個由寨牆圍起來的集鎮就叫東關，滕縣保衛戰的一個重要血戰地點就在這裡。
東關由嚴翊營守衛，該營於昨日午後趕到縣城後，便被佈署在這裡。嚴翊把兩個連佈置在寨牆後面，一個連作爲營預備隊。進入陣地後，全營通宵未眠，挖了一個夜晚的工事。張宣武和嚴翊都很清楚，日軍的主力在城東，攻擊縣城，東關首當其衝。
嚴翊，這位窮秀才家庭出身的成都市人，跟着父親讀完私塾，在十七歲時考入二十九軍在三臺縣的潼川軍事學校，此後從二十九軍到四十一軍，從見習排長到營長，一向以做事認真受到上司及衆人好評。
此刻，他正睜大眼睛，透過黎明前的黑暗盯着遠處一堆蠕動着的黑影。寨牆外前進陣地的崗哨報告：敵人摸過來了。
“打不打？”伏在旁邊的一連連長祝涵湘問。
“不要慌，準備好手榴彈，等敵人進入壕溝。”嚴翊不慌不忙，胸有成竹地說。
這堆黑影蠕動了一陣，爬下不動了，距離在手榴彈投擲之外。現在依稀看得出來，這堆人不像是日本鬼子，穿的不是黃軍裝。又過了一會，人堆裡傳出一陣陣喊話聲，聽得出，是東北口音：“川軍弟兄們，放下武器，皇軍會優待你們！”“川軍弟兄們，你們的武器太差勁，打不過皇軍，皇軍有飛機大炮，投降吧，投降了皇軍放你們回家。”聽到這些污言穢語，嚴翊再也忍不住胸中的怒火，大喝一聲：“給我打！”士兵們也早就怒火中燒，對着那堆人“乒乒乓乓”就是一頓亂槍，直打得這夥人抱頭鼠竄而去。
見喊話一招不行，“皇軍”開始親自出馬。八時左右，鬼子在東沙河炮兵陣地開始試射，升起氣球，不慌不忙校正彈着點。前後左右幾發炮彈之後，齊射開始，從八時一直打到十時，整整兩個小時，東關、城內和西關車站，共落炮彈三千餘發。同時，幾架敵機飛臨上空，俯衝轟炸和掃射，主要的彈着點在東關。直打得東關和全城一片煙霧騰騰。十時正，炮擊突然停止，飛機也飛走了。
大地一片沉寂，日軍似乎在等待和在觀察炮擊的效果。在他們指揮官瀨谷少將的望遠鏡裡，除了一些房屋在燃燒，硝煙在寒冷的空氣中向上升騰、形成一根根菸柱外，還有一些沒有逃走的老弱百姓在向城外疏散；城牆上，守軍士兵正忙碌地用沙袋填堵被炮擊破壞的工事，全然不見逃跑的動向，整個城市巍然不動！日本《讀賣新聞》的隨軍記者後來報道，鬼子的指揮官對此感到意外：這些裝備簡陋的四川兵怎麼這樣視死如歸？不像韓復榘，只要大炮一陣轟，就棄城逃跑了？
不僅守城官兵沒動，一些拿起武器的滕縣民衆也在保衛家園。陳慕唐所參加的那支川軍政宣隊因爲昨晚從北沙河回來較晚，寨門己關，就宿在關外的村子裡。這支宣傳隊一共有二十多人，除陳慕唐是三十多歲的中年人外，其他的都是二十多歲的年輕人。川軍的政工人員有三人，羅蜀南、陳淮和谷劍英，谷劍英是一位年輕的女政工人員，聽口音不是四川人，此外的全是當地人。宣傳隊主要是演出三幕獨幕話劇《放下你的鞭子》、《唐官屯》和《毒藥》，另外口頭宣講日軍侵華的罪行。在《毒藥》裡陳慕唐飾老漢，谷劍英飾孫女。宣傳隊既向老百姓作宣傳，也慰問前線的部隊。隊裡有二件武器，隊員王詩兗背了一口大刀，劉恩坦腰上掛着一隻三八式手槍，其餘手無寸鐵。當鬼子開始炮擊後，宣傳隊和一些逃難的百姓向南轉移到善國門外。隊員王詩兗的家就在附近，他只來得及敲開自己的家，向老父老母喊了聲：“快跑，鬼子來了！”就又回到宣傳隊。
就在這裡，宣傳隊同鬼子遭遇。王詩兗舉起大刀，大喊一聲就向鬼子撲去。鬼子看見一個老百姓舉起大刀撲來，或許是不知怎麼回事，或者是想抓個活的鬧着玩，一時楞在那裡。真是說時遲，那時快，只見王詩兗手起刀落，一個鬼子己被砍倒在地，劉恩坦拔出手槍對着鬼子就打。這時鬼子才反應過來，一齊開火，兩位壯士英勇犧牲在善國門外。這幫鬼子殺害了兩名宣傳隊員還不解氣，又對準逃難的人羣用機槍掃射，不少的老百姓被打死在這裡。
鬼子炮擊停止半小時後，炮擊又突然猛烈開始。這次的彈着點集中在寨牆南段的一截突出部位，不到一刻鐘，這段寨牆被炸開一個一、二十米的缺口，缺口一開，日軍集中了數十挺輕重機槍封鎖缺口。機槍子彈像颳風一樣在這段缺口來回掃蕩，寨牆上的石頭泥土紛紛崩落。當鬼子猛烈炮擊這段寨牆的時候，我守兵猝不及防，伏在寨牆後面的一連兵士傷亡不少。但是很快，士兵們便在炮火的死角中隱藏起來。當鬼子用機槍封鎖缺口的時候，士兵們知道，鬼子快要衝鋒了。
一連長祝涵湘親自指揮，帶領士兵提着手榴彈在缺口兩側隱蔽起來，只等鬼子前來。鬼子的機槍一停止掃射，士兵們迅速堵塞住缺口。當煙塵稍一散開，就看見五、六十個鬼子正陸續地跳入牆外的壕溝內。連長親臨指揮，立即集中來六、七十個士兵，每人提着兩把手榴彈。當這一撥鬼子己經全部進入壕溝，正在爬上溝沿準備發起衝鋒的時候，連長一聲令下，二三百顆手榴彈立刻傾窠而出，不斷在敵羣中爆炸。鬼子躲閃不及，進退無路，一頓手榴彈飽餐，爬上壕溝向後逃命的不足十人。
鬼子第一次衝鋒被打退後，立即又以更加猛烈的炮火和機槍火力對這個缺口轟擊和掃射，缺口被爆炸的炮火撕得更開。祝連長指揮士兵同上次一樣，當敵人的炮火轟擊缺口時，士兵們退到隱蔽的地方，當炮火一停，立即又來伏伺在缺口兩側守候。鬼子的第二次進攻也同第一次一樣，按部就班，五、六十個鬼子端着明晃晃的刺刀，跳進壕溝，爬上來準備向缺口衝鋒。就在鬼子要衝鋒那一瞬間，幾百顆手榴彈又像一羣羣黑烏鴉飛從天而降，鬼子頓時被籠罩在手榴彈爆炸騰起的火光和煙霧中。當硝煙一散開，己經有四十多個鬼子躺倒在缺口前不能動彈了。
兩次進攻被打退，跟着又再次重複了第三次進攻。儘管挺着刺刀的鬼子“呀、呀”直叫，指揮官的戰刀掄得“呼、呼”風轉，瘋狂掃射的機槍打得分不清個數，但鬼子衝鋒的結果依舊和前兩次一樣。
連續三次進攻失敗，鬼子指揮官的腦袋清醒了些，看來前赴後繼的武士道精神嚇不垮中國的熱血漢子和手榴彈構成的防線，攻擊停止了。
但敵人兇猛的火力還是給我軍造成了極大的傷亡，打退三次敵人的衝鋒後，我一連官兵傷亡近百人，能堅持在火線上的人己經不多了。趁着敵人攻擊停止，嚴翊將第一連撤下，換上作爲預備隊的第二連。負責城防的張宣武看見嚴翊營的預備隊上去了，忙將本團預備隊第十二連從東城內抽出，派到東關作預備隊，接受嚴翊指揮。自己也親到東關，同嚴翊一道總結經驗，慰問官兵。
至當天戰鬥結束時，連長祝涵湘重傷，被士兵們拖到屍體中掩護起來，黃昏後轉移出去。經過一天的戰鬥，一連官兵傷亡一百四十人，僅存李玉山、張振華等八人（據《四川蓬安文史資料》第五輯）。
下午二時左右，敵人的進攻重新開始。鬼子打不垮東關的南段，這一次把攻擊的重點放到了寨牆的東北角，試圖從這裡攻進東關。攻擊的方式同上午一樣，只是集中使用的炮火更爲猛烈。先以大炮和平射炮將寨牆轟開一個缺口，然後以猛烈的機槍火力掩護步兵輪番衝鋒。防守這一段的第二連連長李兆麟是嚴翊的親妹夫，是二十二集團軍中一位十分有作爲的下級軍官。他的打法同第一連的打法也一樣，敵人以相同的方式進攻，我軍以同一種方式防守，以大量的手榴彈砸向敵人。到下午五時，己經連續打退敵人三次進攻，每次進攻敵人都留下數十具屍體。
敵人的攻擊又暫時停止了。
但我軍第二連的傷亡比第一連更大，戰鬥最激烈的時候，李兆麟被炮彈打穿腹部，腸子被打成幾截，流到軍服的外面來。這是他的第二次負重傷，第一次是在山西娘子關。嚴翊看見連長重傷，只來得及喊了一聲：“擡下去！”就親自赴到缺口，代替李兆麟指揮戰鬥。在鬼子攻擊激烈的時候，張宣武派來的預備隊也全部拉上火線，投入戰鬥。
張宣武看見嚴翊又沒有了預備隊，可是自己也沒有預備隊控制在手，真是令人焦急萬分。情急之中把一二四師回來領彈藥的那個連派上去，連長吳贊誠立即帶領全連趕到東關，接受嚴翊指揮，作爲嚴營的預備隊。總指揮王銘章看見張宣武成了光桿司令，便把自己的警衛連留下來一個排，其餘的由連長何經緯帶領交給張宣武作預備隊。
日軍從兩個方向的進攻均未奏效，時間己幾乎用了一天，稍事休整後，傾其全力發動了三月十六日最兇猛的一次、也是最後一次對東關的進攻。
此次敵人進攻的地點選擇在東關正中的黃山橋閣兒門。共集中了三十餘門大炮，其中威力更大的野炮佔了半數以上，天空中以每批次十架以上的飛機飛臨，帶着悽悽嘯叫聲音上下俯衝。鬼子炮擊和轟炸的目標不僅集中在東寨門，而且對整個東關、城內和西關、火車站實施縱深射擊。
很快，寨門被毀，成了一個大缺口，“九省通衢”的扁額炸得粉碎，不知去向，寨牆多處被炸塌。整個東關被籠罩在不斷騰起的煙霧和火光之中。
寨門外面是一座橋，叫黃山橋，橫跨在寨牆外的壕溝上。因此衝鋒的鬼子不用再翻越壕溝，直接從橋上衝鋒。日軍的指揮官下了狠心，鬼子的衝鋒不再是一次一次地進行，而是三個波次同時進行，每個波次之間相距百米，每波五十名左右，前後重迭，形成後浪推前浪。
炮擊一停，第一波鬼子己經在機槍的掩護下衝近寨牆，守兵立刻奔過來堵住缺口，不斷以密集手榴彈攔截敵人。當手榴彈爆炸的煙霧尚未散開，第一波的敵人也幾乎全部躺倒的時候，鬼子早就準備就緒好的數十挺輕重機槍和炮火對準缺口一齊開火，我守在缺口兩側和守兵和堵在缺口正面的守兵躲閃不及，幾乎全被打倒，犧牲殆盡！
嚴翊見情況不好，立刻命令營預備隊吳贊誠連迅速堵住。吳贊誠連撲上缺口，還沒有站住腳，第二波衝鋒的鬼子己經挺着明晃晃的刺刀衝到跟前。雙方立即在缺口上展開了一場慘烈的肉搏，喊殺聲和鐵器的撞擊聲響成一片。在第三波敵人到達之前，該連全部解決戰鬥，衝到缺口的數十名鬼子全被砍死，連長吳贊成和排長劉萬山重傷，吳贊成全連只剩下十四人，其餘全連一百多號人全部在這“九省通衢”的寨門口壯烈犧牲。
缺口上己幾乎沒有守兵，眼見敵人的第三波又將衝到，在東城門上的張宣武立即命令手上的預備隊何經緯連火速增援。可是何經緯連現在剛剛跑出東城門，從東城門到東關前線還有四百來米，哪裡來得及！情形己經萬分危急，嚴翊急忙抽調寨牆南北兩頭的守兵來堵，可是敵人先一步攻入缺口。寨牆內靠牆邊是一片菜地和幾處零星房屋，四十多個敵人在這裡佔領房屋和彈坑作爲陣地！
嚴翊立即命令封鎖住鬼子增援的通道，以免鬼子後援擴大戰果。然後迅速將其包圍，雙方對持相距數十步，嚴翊營己經精疲力竭，陣地上的手榴彈也己經用完，一時無力最後解決戰鬥。幸好此時天色己暮，鬼子不慣夜戰，大概負責攻擊的日軍指揮官也不知道寨牆內的情況，沒有組織再一個波次的連續衝鋒，在寨牆內的四十多個鬼子也只有依靠自己的力量拼命作支撐。
這時，何經緯連長帶着他的兩個排趕到，嚴翊立即命令他率本部投入戰鬥。在這個寨牆內的局部戰場上，敵我雙方的戰鬥勢態發生了倒轉，鬼子成了守方，我軍成了攻方。此時天己盡黑，加之地面佈滿彈坑和破碎磚瓦石塊，又沒有重武器摧毀敵人佔領的陣地，情形對攻方極爲不利。何經緯顧不得許多，立即率部衝鋒，結果全連傷亡三分之二，鬼子還有三十來個堅守在陣地上。
形勢不容再拖，如果不盡快消滅這股敵人，鬼子的後援一旦增援上來，後果不堪設想。張宣武召來七二七團第三營第十一連，對連長張進如說：“我軍生死存亡在此一舉！平時說的話再好聽都不管用，如果能園滿完成任務，全連官長士兵人人重賞；如果不能消滅這幾十個鬼子，你就不要回來見我！”
張進如連跑步趕到東關，在嚴翊的指揮下，隨着一陣手榴彈爆炸，煙霧還沒有散，冒着機槍的掃射就是一個猛衝。結果兩個排長犧牲，全連七十多人傷亡，剩下的鬼子全部成了刀下之鬼。東關終於在最後時刻轉危爲安。
就在嚴翊最後指揮作戰的時候，一梭機槍子彈掃過來，他只覺得像是一根燒紅的鐵釺釘進大腿，眼睛一黑，一頭號栽倒在陣地上。
晚上八時，東關的戰鬥結束。