庞炳勋的四十军三十九师特务营营长白玉峰，晚年曾特地到沂河以东原战场三官庙、桃园等村实地走访，同当年一些战事目击者座谈回忆。

三官庙村党支部副书记杨青发告诉白玉峰，当时四十军的士兵，光着膀子和敌人拼杀，曾经三进三出，同敌争夺。村里的草房全被烧光。村里、村外，敌遗尸数百具。事后敌人来收尸，把尸体像垛麦捆一样垛起来，泼上汽油烧化。

牺牲在这里的四十军官兵的尸体，也有很多被当地群众就地掩埋了。在桃园村，有位姜老大爷，亲眼看到四十军从汤头撤下来的情况：农历二月初二的下午，大批第四十军官兵从太平方向南撤。有些满脸血汗，手提大刀边走边喊：“老乡们，快跑吧，鬼子来了！”

经他们一喊，全村老少，一夜全跑光了，避免了一场屠杀。在桃园以西沂河滩上，曾经发生过一场恶战。四十军的500多人，白天渡河，被日军用机枪扫射，全部战死在沙滩上。

白玉峰在城北七沟子走访时了解到，在一次战斗中，张自忠的五十九军打死数百名日军，村里的小孩光子弹壳就捡了数百斤。

彭于埠村党支部书记彭守刚回忆说：“村北面有个大庙，里面有四十军构筑的暗堡。一天下雨，敌人的汽车陷在暗堡旁的泥坑里，敌军下来推车，被暗堡里的四十军官兵杀伤很多。有几辆汽车被打坏。没有打坏的，被四十军开走了。

白玉峰还了解到，日军曾将尸体运到孙于埠村集中烧化。村民看见，光烧剩的尸骨，就堆好几车子。

庞炳勋的三军团共在临沂坚守一个多月，损失惨重，全部兵力只剩下3000人，还不足一个旅。

按以往习惯，日军在战场上遗尸极少，即使不能运走，也要割取战死者的一个手指或一只耳朵，回去交给他们的亲属。但这次战斗，竟也出现了日军连割掉战死者一个手指、一只耳朵都来不及，就仓皇逃命的现象，可见临沂阻击战惨烈到什么程度。

李宗仁后来在回忆录中说：“若非张自忠大义凛然，捐弃前嫌，及时赴援，则庞炳勋所部已成瓮中之鳖，必至全军覆没。其感激张氏，自不待言。从此庞、张二人竟成莫逆，为抗战过程中一段佳话。”

中国第五战区司令长官李宗仁指出，临沂战役“最大收获，就是将板垣、矶谷两师团拟在台儿庄会师计划彻底粉碎。造成台儿庄血战时，矶谷孤军深入为我围歼的契机”。

歼敌5000余人的临沂战役本身就是台儿庄战役的有机组成部分，临沂是独立于台儿庄方面的另一个主战场，临沂战役的意义远远超出了序幕战和外围战的范围。