謝家昌率軍圍擊小蚌埠，屢攻不克。謝家昌便令眾軍停止攻擊，率軍退去。時張自忠部已歇了一日，眾軍於半夜間潛至小蚌埠，突發攻擊。倭軍大驚，倉促應戰。國軍猛力炮擊，小蚌埠火光衝天。國軍趁夜突入鎮中，與倭軍巷戰。黑夜之中，倭軍裝甲車不敢出擊，唯據地亂射。兩軍戰至淩晨。時重雲蓋地，北風呼嘯，天尚陰沉，視野所及，未及百步。忽四下裏槍聲大作，無數大軍攻入鎮中。倭軍聽聞天神將軍率軍趕到，頓時泄氣，翻身便走。
倭軍撤出小蚌埠。國軍一路趕殺，從多處圍擊。倭軍收不住陣腳，一直退至淮河邊。張謝聯軍一齊攻擊。倭軍以坦克、裝甲車為前，步軍在後，據岸堤頑抗。家昌道：“可致電李長官，令劉士毅部襲擾南岸倭軍，若勝，則倭軍首尾難得相顧，倭軍必速敗。”張自忠以為然。於是張謝二人聯名電請李宗仁。李宗仁大喜，即令劉士毅部、廖磊部於淮河以南側擊倭軍。倭軍大驚，急地炸毀裝甲器械，倉皇渡河退走。國軍從後追殺。倭軍落水死者無數。從此倭軍固守淮河南岸，與國軍隔江相峙，再無力北上侵擾。
眾將官複命。李宗仁大喜出迎，並設宴款待。李宗仁執家昌之手，笑道：“昌儒神勇，李某敬佩。”家昌謙道：“若無李長官運籌帷幄，豈能決勝千裏！”李宗仁大笑，舉杯起立，環視眾將道：“抗戰前，因內戰頻繁，各級幹部的戰爭經驗極為豐富，若在上者能推心置腹一視同仁，並曉以國家民族的大義，和軍人應盡的天職，必能激發良知，服從命令，效命疆場。我等雜牌軍之將領，激於民族生存的義憤，都想和倭軍一拚。近日數戰，滅敵氣焰。證明我等雜牌軍亦非俗物！”家昌不悅道：“皆是國家軍隊，何分中央、雜牌！大敵當前，我等皆應以民族大義為重，同仇敵愾，保國安民。”李宗仁大笑，舉杯再敬家昌。劉士毅附耳道：“李長官酒醉失言，請昌儒勿要計較。”家昌再謝劉士毅，道：“若無劉將軍相助，我妻兒幾遭不測。劉兄大恩，謝某永世不忘。”
忽報蔣中正親至徐州視察軍情。李宗仁即率眾將至機場迎候。蔣中正下機，問候諸將。蔣中正雙手拍著家昌，低言道：“昌儒為淮河之戰添彩，校長甚是欣慰。”家昌知其意，心中甚喜。李宗仁宴請蔣中正。眾將作陪。席間，蔣中正對張自忠讚賞有加。張自忠皆自謙相對。因淮河之戰得勝，眾皆歡欣，盡醉而散。
忽報北路臨沂告急。倭軍第五師團沿膠濟路西進，而後一路南下，直撲魯南之臨沂，與津浦路南下之第十師團協力，欲夾擊徐州。蔣中正急問：“何人守衛臨沂？”李宗仁道：“龐炳勳之第40軍。”蔣中正起身道：“怎能叫他守臨沂？”謝家昌立正道：“學生願率本部軍增援臨沂。”蔣中正道：“獨立師現存幾人？”家昌道：“尚不足五千。”蔣中正歎道：“昌儒傷了元氣了。徐州會戰後，中央給你補齊建製。”謝家昌大喜致謝。蔣中正又道：“臨沂非同小可，藎忱與昌儒齊足並驅，攻擊寇虜！”李宗仁讚同。於是張謝兩將奮然辭別，領軍攢程北上。