3月13日上午，徐祖诒在临沂南关第3军团指挥部，召开两军师以上将领会议，研究作战方案。参加者有：庞炳勋、马法五、张自忠、李文田、张克侠、黄维纲、张德顺等。
徐祖诒说：“今天，我们研究作战方案。谁先发表意见？”
“还是我先讲吧。”庞炳勋站起来说，“我部与敌人交战已久，伤亡惨重，师劳兵疲，难以正面支撑。我初步考虑，为巩固城池，第59军最好马上接替城防，我军沿沂河两岸守备。待敌人进攻时，咱们合力攻击，不让板垣越雷池一步。你们看，这么部署怎么样？”
张自忠：“第3军团现在还剩下多少兵力？”
庞炳勋：“大约还有一个旅。”
张自忠想：一个旅和精锐板垣师团决战，不是以卵击石吗？他看了看徐祖诒，没说什么。
第59军参谋长张克侠说：“如果把59军人马全部集中在临沂城内，敌人正好集中火力攻击我们，而我们又没有坚固的工事，伤亡必然很大。”
庞炳勋说：“假如59军与优势的敌人在野外作战，我们的阵线难保不被敌人突破。一旦前方被突破，后方守城部队又单薄，到那时，临沂可就难保了！”
争论焦点是据城死守，还是以攻为守。
徐祖诒说：“荩忱，该你发表意见了！”
张自忠站起来说：“守城也要伤亡，出击也要伤亡，但固守不能主动歼敌。现在，论武器是敌强我弱，论兵力是我强敌弱。我主张以攻为守，多歼灭一些敌人，就可以使临沂多增加一分安全。因此，我建议采用野战之策，出其不意地在城外攻击敌人侧背，以解临沂之围。我的意见是：59军在城外担任主攻，第3军团配合出击。这样，庞军团长就需要在城里坚持一下……”
“不行，不行！”庞炳勋着急地说：“荩忱老弟，59军如果不肯接替城防，我的疲惫伤残之旅就将遭到覆灭，临沂城也就难保了！”
张自忠说：“大哥，你不要误会。我率59军在城外野战，一可以减轻守城压力，二可以切断敌人退路，三可以阻挡敌人援兵。城里城外，前后夹击，方能全歼板垣师团，彻底解救临沂。我之用心，天地可鉴，三日之内，定见分晓！”
庞炳勋听后若有所思，然后说：“好吧，荩忱老弟，我赞同你的意见。”
马法五站起来问：“张军长，那59军何时开始攻击？”
张自忠说：“59军以急行军速度赶到临沂，非常疲惫，理当休息一下，再与敌人作战。但是兵贵神速，出其不意才能攻其不备。并且，以劣势装备去攻击现代化的板垣师团，必须利用近战、夜战才能奏效。所以，我打算打破常规，提前行动，明晨拂晓，我亲率59军强渡沂河，一举插入敌人侧背，突破其后方防线，然后再回头狠狠地打！”
“不，不！”庞炳勋说：“荩忱老弟，59军刚到，太疲惫了，应该好好休整一天。”
“大哥，我军疲惫，难道敌人就不疲惫吗？”张自忠说：“为了打击敌人，保卫临沂，59军绝不怕苦、不怕累！徐参谋长，庞军团长，请你们批准我的方案。”
“好！我同意张军长的意见，对当前之敌反攻为守，采用‘正面攻守，两翼迂回，抄袭敌后，一举歼敌’的策略，明晨拂晓，发起攻击！”徐祖诒站起来，指着地图说：“我以战区司令官的名义下达作战命令：
第一，59军以一部先攻占茶叶山高地，为左翼据点，向葛沟、白塔间分途侧击，以牵制该敌向南增援；以主力从船流至大姜庄、小姜庄之间分途强渡沂河，向南旋回，与第3军团呼应，将敌人主力包围在相公庄、东庄屯、亭子头以南地区歼灭之。第二，第3军团以主力在沂河东岸与59军呼应反攻，包围歼灭敌人主力；一部分在沂河岸联系，与59军右翼渡河部队侧击龙家庄附近之敌。”