五月六日，日军从三个方向大刘庄发动进攻，刘玉章的第七团坚守不退，打退了敌人一次次进攻，大刘庄阵地始终屹立不动。
日军为了方便对第二师发动进攻，他们连夜在大刘庄阵地前的麦田里构筑工事。日均如此近距离停留在阵地前绝对是个巨大威胁，郑洞国当机立断，他立即调来师预备队配合大刘庄的第七团从两翼对日军发动大规模夜袭。
第二师的果断出击给骄傲的日军狠狠一击，战至第二日凌晨，阵地前的日军全线崩溃，阵地前遗留尸首两百余具，余者溃逃。
此战之后，濑谷支队、坂本支队再也不敢对五十二军发动进攻，仅以零星炮火对五十二军进行炮战，以牵制五十二军主力。
五十二军在徐州战场的征战，是关麟征一生军事生涯中的巅峰之作。蒋介石在一次讲话中这样说道：“中国军队如果都像五十二军那样战斗力强，打败日本军队是不成问题的。”真正的勇者也会得到对手的尊重，战后板垣征四郎评价五十二军道：“关麟征的五十二军应视为普通支那军的十个军。”
五十二军在虎皮山一线和日军在对峙，而徐州战场形势却急转之下。
