<h1 class="pgc-h-arrow-right">57軍117師333旅在解了臨沂之圍後，1938年4月1日，又奉命兼程追擊逃往向城的日軍，并歸20軍團長湯恩伯指揮。4月5日，湯恩伯指令333旅迅速占領溝渠、大顧珊一帶，截擊由台兒莊之北來犯的日軍第五師團。</h1>
大顧珊附近地勢開闊，西北方向就是台兒莊至向城的公路線。333旅665團（欠1營）按時到達了指定位置，3營迅速地占領了大顧珊陣地，2營也及時占領了溝渠。4月5日下午1時，日軍五六百人，在火炮的支援下，向大顧珊的守軍發起了猛烈的攻擊，3營憑借工事，發揚火力優勢，打退了日軍的首次進攻。日軍用火炮對我陣地進行猛烈的轟擊，掩護其步兵再次向我軍發起攻擊。665團的将士們表現得英勇頑強，以白刃戰、手榴彈與日軍進行殊死的拼殺，雙方激戰至下午5時，665團斃傷日軍約二三百人，而日軍終因傷亡過重，隻得向西北方向奪路逃竄。但是在這次戰鬥，665團同樣也付出了100餘人傷亡。
4月8日，333旅奉命轉移到了四戶鎮、西道口一帶，作為20軍團預備隊。12日，又奉20軍團長湯恩伯指令進駐洪山鎮。這時，日軍為解被圍困的第10師團，派出了大批援軍沿着津浦線以東增援台兒莊，也到達了這裡，日軍憑借着強大的火力，突破了峄縣的我軍防線，直接威脅到20軍團的側翼。
4月18日，湯恩伯下令333旅占領蘭陵、洪山陣地，來掩護20軍團主力向台兒莊東南方向轉移。4月20日，333旅在出色地完成掩護任務後，又奉命進駐東西馬甸及岔河鎮，占領東、西馬甸一線，掩護20軍團在邳縣（今邳州市）胡山一帶構築陣地。
333旅旅長王肇治指令665團中校團附李亞東率領該團占領東、西馬甸的一線防守。該團2營，加上3營的7、8連占據了東馬甸，3營餘下部隊占領了西馬甸，并于4月20日下午，修建完成好了野戰防禦工事。666團作為旅預備隊，駐岔河鎮（江蘇省邳州市境内），待機進行增援。
4月21日上午9時，日軍闆垣師團矶谷旅團二千餘人，在炮火的支援下向西馬甸陣地發動攻擊，我守軍憑借工事據守，奮勇作戰，抵抗日軍的強大攻勢。至中午12時，陣地巋然不動，寸土未失。日軍隻得轉向西馬甸以西約二裡的耿莊進犯，由于這裡防守薄弱而被日軍攻陷。西馬甸的形勢頓時緊張起來，當日晚，665團急調東馬甸的3營7、8連歸于建制，來加強西馬甸防禦的力量。
4月22日早9時，攻陷耿莊的日軍對西馬甸發起猛烈的進攻，戰鬥十分的慘烈，西馬甸頻頻告急。李亞東團附又緊急調東馬甸的2營5、6連前去增援，激戰至下午1時，由于日軍攻勢過于強大，王肇治旅長急令666團1營營長林潤厚率該營1、2連增援西馬甸，1營在西馬甸陣地的右翼投入戰鬥，戰鬥一直打到了夜幕降臨，但日軍攻勢并沒有減弱。
4月23日淩晨3時，由于西馬甸戰鬥過于激烈，333旅又調東馬甸665團2營剩餘的部隊前往增援，東馬甸防務則由666團3營接替。早晨6時，日軍在步炮協同之下，加上坦克的配合，再次向東、西馬甸陣地發起猛撲，333旅的廣大官兵前仆後繼，英勇奮戰，雙方死傷慘重，7時，666團1營營長林潤厚陣亡。打到8時，日軍攻勢受挫，退往賀莊。333旅借戰鬥空隙，調整防務。由據守在東馬甸666團3營，派出一個連占領黃家，防止日軍迂回偷襲。西馬甸作為日軍重要的進攻方向，敵我雙方一再地加強兵力，333旅以街中心為戰鬥重點，666團1營為右翼，665團（欠1營）為左翼，統歸666團團長劉晉武來指揮，将士們趁着夜色抓緊時間修補工事，随時準備日軍再次進犯。
4月24日，日軍得到了增援，在上午9時，日軍出動了數架飛機以及炮火對西馬甸村内進行猛烈的轟擊，炮彈、炸彈有數百發，陣地上頓時烈焰沖天，成為了一片火海。日軍步兵在坦克掩護下發起進攻，陣地上的我守軍不畏強敵，頑強的戰鬥，堅守自己的陣地，一天中，日軍發起了3次進攻，每一次雙方都是短兵相接，肉搏拼殺，日軍的一次次進攻不得不在我守軍的殊死抵抗之下一次又一次的失敗。
日軍連續4晝夜的進攻，不過在333旅的頑強阻擊下難越雷池一步，并遭到了慘重的失敗。此後，除了每日對我軍陣地進行炮擊之外，不敢再實施大舉進攻。而333旅為了策應友軍作戰，還時不時地派出多路小股部隊對日軍進行襲擊和騷擾，搞得日軍頭痛不已。
333旅在東、西馬甸一直堅守到了5月8日，才由新5師來接防，333旅被調至江蘇宿遷一帶整頓補充。333旅在曆經了臨沂、大顧珊、東西馬甸前後三次作戰，同樣傷亡重大，陣亡營以下軍官26人、士兵519人；傷軍官18人、士兵441人，傷亡合計1004人（《陸軍第百十一師步兵第三三三旅參加徐州會戰戰鬥詳報》），達到了全旅參戰人數的近半數。但333旅卻以1:2的代價斃傷日軍2000餘人，這在整個抗日戰争無數次的戰鬥中是難得一見的輝煌戰績！！！是以，333旅受到第5戰區及第20軍團的傳令嘉獎。
在台兒莊戰役中，東北軍57軍111師333旅表現得英勇頑強，不畏犧牲，在#東北軍抗戰史#又寫下了輝煌的一頁。
111師333旅馳援台兒莊，付出巨大犧牲解臨沂之圍，殲滅日軍近千人