17日晨，日军从东、南、北三面包围滕县，大炮猛轰、飞机扫射，全城硝烟弥漫、火光冲天。战至下午2时，南关、东关相继失守。王铭章决心与城共存亡，在城中十字街口指挥士兵与日军巷战。鏖战至5时，日军攻入西城，从南、西南两面向十字街口射击。王铭章前往西关车站组织残部抵抗，行至半途，遭日军密集火力射击。王铭章腹部中弹，疾呼：“抵住，抵住，死守滕县！”这时又一阵密集的枪弹扫来，王铭章身中数弹，壮烈殉国，时年45岁。

　　滕县县长周同听说王师长殉难，急忙赶来，抚摸遗体大哭。后缓步登上城墙，环顾四周，长叹一声，坠城身亡。受重伤的300名士兵闻讯，互相以手榴弹自炸，全部壮烈牺牲。

　　此后，守城川军仍然坚持战斗。直到3月18日下午，日军才完全占领滕县。

　　滕县保卫战自3月14日早晨开始，至18日中午结束，共阻击日军4天半。四十一军自一二二师师长王铭章以下伤亡5000余人，四十五军自一二七师师长陈离以下伤亡近5000人。

　　1937年9月5日，作为30万川军主力的第二十二集团军在成都集结誓师。一二二师师长王铭章说：“我们出川是为了国家存亡、民族的生死而去战斗。我们下定了有敌无我、有我无敌的决心。不把日寇赶出国门决不生还。”

　　全师官兵举起紧握成拳的右手宣誓：“倭寇入侵，民族危亡。军人天职，卫国保疆。全师将士，齐上战场。英勇杀敌，不畏强梁。愿以鲜血，为国争光。”

　　现场鼓号齐鸣，口号震天。会后，民众夹道欢送，全师官兵踏上征途。