郸城外建有飞机场和汽油库，便立即从二十五师中抽调营长梁智伟，让他率一营部队夜袭机场，烧毁日本飞机10余架，缴获大批枪械弹药，受到第一战区司令长官程潜电令嘉奖。
漳河战役后的这年冬天，五十二军开赴河南漯河一带进行休整补充。在休整中。关麟征总结了自古北口抗战以来的经验教训，加强了部队的战术教育和射击训练，并且对全军将士进行了抗击日本侵略，维护中华民族独立的爱国主义教育。
全军校尉也进行了指挥作战的战略战术学习。关麟征自己也利用训练闲暇和夜晚，学习陆军大学课本《战斗纲要》、《战术作业》和《孙子兵法》等。
关麟征及其五十二军参加平汉铁路战斗后又转战河南、山东。1938年春关率部参加台儿庄会战。3月24日，关麟征指挥部队向盘踞在津浦铁路台枣支线的日军第10师团濑谷旅团发起进攻。
关麟征发现日军白天战斗活跃，晚上龟缩不动，就采用夜战火攻战术，命令部队昼伏夜出，消灭敌人。3月31下午，由临沂南下的日军坂垣征四郎的第五师团沂州支队四千人，突然袭击五十二军指挥部。
当时，关麟征身边只有一个警卫营的兵力约三百人。他沉着冷静，命令警卫连在离指挥部千米以外的地方展开佯攻，以迷惑敌人。及至黄昏，援军赶到，他立即指挥部队对日军突然实行反包围。敌军仓卒应战，伤亡众多，其骑兵部队全部被歼。
4月初，关部加速对台儿庄日军的攻击，白天或枪炮轰击，或白刃肉搏，晚上攀屋放火，乘乱追杀，使敌人日夜不宁，从台儿庄北面完成对日军的包围。4月下旬，关部奉令开至峄县以东、邳县以北防守，将日军国崎支队包围在码头镇西的北涝沟，给敌以重创，仅日军四一、四二联队伤亡就达一千四百多人。
台儿庄大捷后，关麟征升任第32军团长。蒋介石声称：“中国军队如都象五十二军那样战斗力强，打败日本军队是不成问题的。”时人则称台儿庄战役中负责防守的孙连仲和负责攻击的关麟征为“孙钢头”和“关铁拳”。
徐州会战结束后，关麟征三十二军团经徐州以北向归德(商丘)撤退。关军行至豫皖两省交界处砀山与杨集之间，欲通过一座桥时遇到了困难。因为桥西已被日军占领，敌人用八挺重机枪封锁桥上通道。
五十二军几次组织兵力冲锋都未能突破敌人封锁线。关麟征勃然大怒，遂将从蒙古定远营中得来的良马16匹集中起来，并挑选勇敢机智的士兵驾驭，他一马当先，率
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