4月6日，李宗仁趕赴臺(tái)兒莊附近，親自指揮全線總攻,。中國(guó)軍隊(duì)全線出擊，殺聲震天,。敵軍已成強(qiáng)弩之末，彈藥汽油用完，機(jī)動(dòng)車輛多數(shù)被擊毀，其余也因缺乏汽油陷于癱瘓,，日軍狼狽逃竄。日軍瀨谷支隊(duì)力戰(zhàn)不支,，炸掉不易搬動(dòng)的物資，向嶧縣潰逃,。中國(guó)軍隊(duì)乘勝追擊,，敵除瀨谷支隊(duì)殘部數(shù)千人逃掉外，其余全部被殲,。一直防守的孫連仲部,，聽(tīng)說(shuō)反擊，神情振發(fā),，命令一下,，殺聲震天。李宗仁命令部隊(duì)猛追,，敵兵遺尸遍野,，各種輜重到處皆是，磯谷本人率殘部拼命突圍,。中國(guó)守軍開(kāi)始在臺(tái)兒莊內(nèi)肅清殘敵,。

李宗仁在4月7日下令所有參戰(zhàn)的中國(guó)軍隊(duì)，抓住日軍潰退的戰(zhàn)機(jī),，全力反擊掃蕩,。一時(shí)之間在魯南地區(qū)，中國(guó)軍隊(duì)是四面合擊,，日軍是拼命地奔逃,，日軍死亡的人數(shù)超過(guò)16000人，是日軍自明治維新以來(lái),，在戰(zhàn)場(chǎng)上最大的一場(chǎng)敗仗,。

臺(tái)兒莊一戰(zhàn),，中國(guó)投入兵力20多個(gè)師計(jì)12萬(wàn)人，其中臺(tái)兒莊方面6萬(wàn)人,；日軍投入2個(gè)師8個(gè)團(tuán)約3萬(wàn)人,，其中臺(tái)兒莊方向7個(gè)團(tuán)。中國(guó)軍隊(duì)擊敗日軍第5,、第10兩個(gè)精銳師團(tuán),，以損失近2萬(wàn)人為代價(jià)，取得殲敵萬(wàn)余人的戰(zhàn)果,，日軍損失坦克30余輛,，火炮70余門、坦克40余輛,、機(jī)槍數(shù)百挺,、步槍萬(wàn)余枝。并繳獲了大量武器及其他軍用物資,。此役是抗戰(zhàn)初期繼平型關(guān)大捷后中國(guó)取得的又一次重大勝利,。也是抗戰(zhàn)以來(lái)國(guó)民黨正面戰(zhàn)場(chǎng)取得的重大勝利。

當(dāng)時(shí)中國(guó)軍隊(duì)以10個(gè)師之眾對(duì)敵一個(gè)半師團(tuán),，兵力占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),。但湯恩伯態(tài)度消極，雖處在敵側(cè)有利態(tài)勢(shì),，也沒(méi)有積極抓住戰(zhàn)機(jī)把敵人徹底包圍殲滅,。然而打退了敵人總算是空前的一次大勝利。