宋时轮的十纵扼守在团山、寺山一线，这是李弥的第八军和邱清泉的第五军重点攻击的地段。十纵二十八师抢占了约十公里宽的战地，仅用一天时间就挖掘出数条战壕和大量掩体。敌人的进攻开始了，八十四团二营抗击着整营整团的攻击，两军反复厮杀后都出现严重的伤亡。坚守在一个路口的苗树柏班，是一个勇敢的战斗集体，在人员伤亡、弹药将尽的情况下，他们同时控制着左右两面的敌人，当机枪子弹用尽时，班长苗树柏说：“就是用刺刀拼，用石头打，也要把敌人挡在寺山口之外！”然后，他带领战士挥舞铁锹铁镐硬是把当面的敌人顶了回去。在二营的阵地上，两个团的敌人已经冲上来了，四连和六连所有负伤的官兵都加入了战斗。七班副班长崔学元右腿三处中弹，一只脚被炸烂，依旧在扔手榴弹；卫生员于家深抓起枪直冲山顶，然后猛烈射击以压制敌人；最后，营教导员常俊邦把仅有的一排子弹交给副排长崔明纉，把最后一颗手榴弹交给战士杨光宝，命令他们向敌人发动最后的反击。战士们向黑压压的敌人冲了过去，这是二营一天之内发动的第十次反击。

在团山方向，李弥的第八军二三七师在猛烈的炮火支援下占领了团山。第八军军长周开成不相信解放军会放弃这个山头，“上去一看，原来是座秃山，解放军是为了避免伤亡才撤走的”。周军长的预感是对的，当晚团山阵地就受到猛烈反击，不善于夜战的国民党军很快就被赶了回去。周开成认为，在飞机、大炮、坦克的协助下，两个兵团“一定可以救出黄百韬”，但是，在团山，一个被俘的解放军战士告诉他：“我们有很多部队，步步为营，村村为战，稳扎稳打，一定能吃掉黄百韬！” 杜聿明亲自来到团山，李弥命令周开成必须夺回团山的两个村庄。周军长叫人去向二三七师师长孙进贤传达他的命令：“杜老总亲来督战，要努力作战，千方百计夺回这两个村子。”杜聿明目睹了第九军官兵反攻团山的战斗，巨大的伤亡令他吃惊。他对周开成说：“今天攻击部队虽然完成了任务，但伤亡太大，以后要设法减轻伤亡为好。”这一天，杜聿明还目睹了第八军四十二师一二五团攻击侯庄的战斗。原以为这个小村庄里顶多有解放军的一个连，于是四十二师命令炮兵猛烈轰击，准备在杜聿明面前打个漂亮仗。但是，师炮兵阵地一开炮，立即受到猛烈的炮火压制，不但炮兵连长负了伤，团山指挥部也受到炮击，副师长李振甫被炸伤。在投入预备队并加强了一个战车营之后，一二五团终于在黄昏时打进侯庄，进了村才发现解放军踪影全无——“这一天第一线的攻击，除我部占领了侯庄外，全线都无进展。”第八军参谋长袁剑飞说。 邱清泉在攻击战术上表现出令人奇怪的固执。他的一个坚定不移的判断是：共产党军队一向打了就走，因此只要坚持住，几天后如果无法解决战斗，他们就会主动撤退。因此，他拒绝了第五军参谋长陈毓秀提出的建议。

陈参谋长说，从南面潘塘方向对徐州以东解放军的阻击部队实施大迂回，也许能够迅速突破。邱清泉却坚持正面进攻：“只要共军一撤退，我们就算大功告成。”第五军军长熊笑三也建议迂回作战：“如果这样打法，共军必然会逐次抵抗，极力迟滞我们的推进。这样不仅旷日持久，救不了黄百韬，而且我们因是正面进攻，反而会伤亡重大。”邱清泉反问道：“如果迂回不成，被共军钳制住怎么办？”邱清泉的参谋长李汉萍明白，从兵团的角度上讲，第七十四军被留在徐州当预备队，第十二军一一二师是老东北军的部队，根本不敢用在第一线，因为他们没准在关键时刻就投靠了共产党，目前全兵团只有第五军能够使用。邱清泉不愿意为了黄百韬损失自己的主力，因此根本没有必要费大力迂回，正面进攻挺好打起来也方便。