滕縣縣長周同聽說王師長殉難，急忙從城北趕來，撫摸著王銘章的遺體大哭，悲痛欲絕。緩步登上城牆，環顧四周，長嘆一聲，墜城身亡。

王師長英勇殉國的訊息傳到城內，受重傷的300名士兵以他為榜樣，寧死也不落入敵手，於是互相以手榴彈自炸，全部壯烈犧牲。

王銘章為保衛滕縣流盡了最後一滴血，是臺兒莊會戰中中國方面犧牲的最高指揮官。

王銘章將軍犧牲後，守城官兵繼續與日軍搏鬥，入夜之前，日軍佔領了東、南、西三面城牆，而東北、西北兩個城角和北面城牆仍在中國軍隊手中。夜9時，守軍二三百人突出重圍。但在城內，與大部隊失去聯絡的零星小部隊仍在頑強地戰鬥，徹夜槍聲未停，直至18日午前，滕縣才算淪入敵手。

滕縣保衛戰自1938年3月14日早晨開始，至18日中午結束，共4天半，計108小時。守軍第41軍守城部隊自第122師師長王銘章以下傷亡5000餘人，在滕縣附近界河、龍山、南、北沙河一帶作戰的第45軍，自第127師師長陳離以下也傷亡四五千人。滕縣整個陣地化為灰燼。進犯的日軍傷亡也十分慘重，死傷達2000餘人。

3月底，當臺兒莊會戰快要取得勝利時，第22集團軍總司令孫震，懷著一種激動、欣喜、自豪、抑或有些悲傷、不平的複雜心情，向國民政府軍事委員會上報了一份《關於滕縣戰役的戰鬥詳報》。在論述“此役所產生之成績及影響”一節中，他這樣寫道：

在滕縣血戰中，我集團以絕對劣勢之裝備抵抗高度機械化敵兵，於極不利於防禦之地形上阻敵銳進，達三晝夜之久，彈盡援絕，繼以白刃，更繼之以拳，復繼之以齒，終繼之以血，以頭顱，以達成鞏固津浦北段，保障徐海，爭取餘裕時間使友軍得以從容佈置之任務。雖犧牲殆盡，亦不稍顧。則中國軍隊戰鬥意志之堅強，奉行命令之徹底，官兵之視死如歸，可謂超今逾古，罕有其匹，而死事之烈，報國之忠，雖與日月爭光可也。

滕縣血戰達到拘束敵人之目的。若無滕縣之血戰，則湯、孫兩軍不能於臨城、臺兒莊從容佈置；湯、孫兩軍若佈置未成，則運河危，徐州殆，焉有臺兒莊之大捷？敵軍若不受挫臺兒莊，徐州必被一鼓而下。徐州既失，隴海路不保，則武漢亦失陷，武漢之失陷，影響於國人抗戰意志之至大，而各種軍事計劃設施等亦必隨之瓦解，其危險豈堪想像！故人謂之滕縣之役，乃保證抗戰勝利之表現，實不虛也。

我軍於滕縣浴血苦戰，雖勢力懸殊，然能取得同等代價，而將磯谷部隊之銳氣消磨殆盡；此役結果，影響所及中國軍隊自南京退卻後幾將不振之士氣，為之復活。反之，敵軍不可一世之驕妄氣焰為之挫戢。爾後磯谷所部之徘徊韓莊、臺兒莊運河線上，遲遲不進，能不謂為非受士氣消沉之影響也

為表彰王銘章將軍，４月６日國民政府追贈其為陸軍上將。全國各界特別是四川民眾組織了盛大的悼念活動。

抗戰中頗有聲望的《掃蕩報》發表了《滕縣血戰的印象》，其中第二段載：

“在這短短的幾天滕縣血戰中，有很多驚天地、動鬼神的故事，值得我們正視，值得我們泣訴！如122師師長王銘章、參謀長趙渭濱、副官長羅世澤；124師參謀長鄒紹孟、傅哲民均已盡忠職守、為國捐軀了。未出城之兩師官兵，仍利用城內的破壁頹垣，與敵抗拒。據我飛機報告，至18日午後猶與敵在城內混戰中。當城破的時候，所有受傷官兵、未逃出城者，約千人左右，均以步槍或手榴彈與敵拼命或自殺，無一生還。抗戰之烈，死亡之勇，前所未聞，實開守土殉城之先例。”

幾乎與此同時，在距滕縣120公里之外的徐州第5戰區長官司令部裡，李宗仁將軍接受了一批中外記者採訪。李宗仁操著桂林口音，緩緩說道：

…

王銘章捐軀舉國震動（2）

…

連防山之戰，中國軍隊冒著日軍的炮火衝向村寨，爭奪陣地。

“從15日起，敵人衝破界河南竄，以數萬之兵，經北沙河、東沙河，迫近滕縣城猛攻。我122師師長王銘章中將，揮軍血戰，城外堡壘盡毀，即繼以守城，城破繼以巷戰，十蕩十功。直至18日午後；王師長以下全師殉城，至為慘烈。城破以後，除有機會跳城歸隊者外，其中城中殘留官兵，均戰至最後，以手榴彈自戕，無一被俘投降。奉命之忠，死事之烈，克以保障徐淮，奠定抗戰之基，睢陽之後，一人而已”

李宗仁的一席話引起在場中外記者強烈共