張自忠接到增援臨沂守軍的命令後，率部星夜兼程，日行十百八十裏，兵分三路對圍城之敵發起攻擊。日軍憑借火力和工事頑強抵抗，致使張部衝殺竟日，傷亡重大，終於救出龐部。李宗仁事後感歎：當時龐氏所部已成甕中之鱉，必致全軍覆沒。龐炳勳是員老將，拉著張自忠的手，老淚縱橫，從此二人竟成莫逆之交。可惜兩年之後，在抗擊日軍的隨棗之戰中，張自忠又以義無反顧的勇氣，親率少量兵力與敵搏鬥，身中七彈。兩名日本兵舉刀刺上來，他順勢抓住刺來的槍，挺立起來，又被另一日兵猛刺一刀而倒下……其壯烈令日本人震驚，遺骸被日軍盛殮安葬。張自忠捐軀時年僅５０歲。蔣介石親率軍政官員至重慶朝天門碼頭迎櫬祭悼。周恩來在追念文章中說：其忠義之誌，壯烈之氣，真可以為我國抗戰軍人之魂！
通訊恢複後，蔣介石命令李宗仁、白崇禧火速電告湯恩伯軍團，包括於學忠、關麟征旅，增援右翼運河北岸，並令李品仙軍和張雲逸師配合共同加強護衛台兒莊陣地。在這樣的部署下，迫使日軍龜縮城內。幾天後日軍退出台兒莊。蔣又接連急電前方，表示嘉勉。指揮官們將電話抄件互相傳閱。盧漢得到最高統帥稱兄道弟，心裏樂滋滋的，因為他們在守禹王山時也付出沉重的代價。戰後，周恩來派出政治部的委員鬱達夫等，組成慰勞團，到台兒莊慰問。全國的慰勞函電雪片一樣飛來，捐贈的鞋、襪、毛巾等日用品堆積如山。
謠言說“周恩來將成為張國燾第二”
回到武漢的蔣介石又關心起張國燾來。張國燾叛變後，被安排了個“特種政治問題研究室主任”的頭銜，屬軍統局管轄。戴笠妄圖利用張過去在中共方麵的地位和關係，大搞對中共組織內部的打入拉出陰謀活動，對張真可謂寄予厚望。戴笠還不時譏諷中統局隻知道寫批判中共的文章，於事無補。有一次中統的徐恩曾請客，戴笠在宴會上眉飛色舞，誇誇其談，對徐吹噓說中共第三號人物張國燾歸順我們了，這對共產黨是一個致命的打擊，將來我們對付共產黨是順利多了。徐恩曾聽了表麵上很羨慕，附和稱道，心裏卻妒忌得要死。張國燾與戴笠走進走出，也引以為豪。
時常與國民黨要人大談紅區的經營之道。當有人問他出走延安的原因時，他稱：
“我不喜歡徒擁虛名，而無實權。中共中央，毛、周二人說了算，我何必在那裏屍位素餐呢？”問其對抗戰前途的認識，他答：“日本目前雖然自炫兵威，但終將失敗，因為它人口少，資源貧乏，戰線太長，經不起長時間的消耗。”他也不得不承認，“在這點上說，毛澤東的《論持久戰》，是有戰略思想的”。戴笠開始對張國燾是優禮有加，每次外出都給他派專車，但後來發現張的辦法並不怎麼“神”，也做不出什麼“貢獻”，便慢慢冷淡下來。以後張外出隻好招呼人力車了。
很快有人把戴笠對待張國燾的前後態度變化密報蔣介石。蔣介石把戴笠叫來詢問：“張國燾交給你已經有些時日了，工作怎樣？”
戴笠搖頭歎息：“隻在漢中設立了特別偵察站，在榆林設立了陝北站，在延安附近洛川設立了延安站，搜集的情報寥寥無幾。我看他亦不過一個牛皮筒子。”
“你太小看了他！”蔣介石不愉快地瞥了戴笠一眼，把一本叫《黨的建設》的小冊子丟給他，“你看看，這是中統的同誌搞的，你應該從張國燾身上挖到比這更多的東西。”
戴笠接過小冊子一看，上麵圈滿了蔣介石的眉批，如“此節重要足資參考”、“所見甚是”、“吾人亦可采用”等等。戴笠翻開書皮又看，經蔣介石一說，才知這本是延安抗大的教材，約八萬多字。作者張浩，即林育英，八路軍一二九師的政委。當中統的人得到這本書時，把它送到蔣介石那裏。蔣介石一看，觸目驚心，拍案叫絕，不知看過多少遍，遇到會心之處，就用紅鉛筆加注眉批。全書本意是闡述新形勢下中共的戰略和策略轉變。蔣介石卻認為這確是一本好教材，國民黨人也應奉為圭臬，身體而力行之。蔣介石已吩咐陳布雷，將此書加上他的眉批翻印千冊，分送各高級骨幹閱讀；叫陳立夫參照此書和他的眉批，起草一份有關國民黨組織和訓練的教材。