時間來到5月9日，孫良成作為第二集團軍津浦北段主攻部隊，一路自長清平陰一線向北急速推進，終於在5月9日下午，兵臨德州南郊。
德州作為津浦鐵路北段的咽喉，也是魯北直隸交界的門戶，自然有重兵把守，守城部隊總兵力合計超過1.8萬人，
其在北伐軍到來之前，就提前炸毀了德州全部黃河、運河渡口的橋樑，同時拆除了水上的所有渡船，準備以運河作為德州第一道屏障。
河堤之上，守軍修築了連續的戰壕、鐵絲網，甚至每隔不到50米，還布置了一座機槍掩體，交叉火力直接封鎖了整個河面與灘涂，徹底斷絕了北伐軍正面渡河的通道。
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守軍第二道防線是利用城郊之外的村落民房、高地，將之改造為野戰堡壘，每個據點都駐守警戒部隊，作為前沿緩衝陣地，阻擋北伐軍的推進。
最後一道防線便是德州主城防線，德州城牆高大厚實，環牆密布射擊垛口、暗堡，東南西北四門也早已被加固封堵，城內囤積的彈藥、糧秣足夠守軍用上一個月，可謂是萬無一失。
張宗唱向他們傳達的任務是，依託水系天險固守德州，拖延北伐軍北上的節奏，等待滄州、保定區域的奉軍主力南下增援，便可一舉破敵。
5月9日下午，第二方面軍孫良成部到達德州南郊之後，即刻命令部隊發起試探性進攻。
孫良成集中山炮轟擊運河對岸的守軍前沿陣地，想要掩護步兵強渡運河，但是直魯軍守軍依託河堤高地居高臨下，提前架設好的重機槍和迫擊炮形成了密集的火力網，
北伐軍的簡易木船剛行駛到河面中央，便被敵軍的炮彈炸沉，從下午至傍晚，孫良成組織了數次強渡，均被敵軍密集的火力壓制，衝鋒的部隊傷亡慘重，正面進攻不得不停滯不前。
當日深夜，孫良成不得不向第一集團軍總司令部發報求援。
「聲稱敵軍正面火力兇猛，強攻難度不低，即使攻下來，代價也難以承受，當即詢問總司令部是否有更好的方法?」
「娘希皮，懦夫，5萬人對2萬人，優勢在我！竟然停滯不前，簡直愚蠢。速速向孫良成部發報……」
「等等，總司令，我有一計，定可輕而易舉拿下德州正面第一道運河防線。」
「哦，雲龍有何計，速速說來。」
「校長，守軍依仗著天險，定然會放鬆警惕，正面硬攻代價確實不低，不如利用老方法，正面佯攻，側翼迂迴，此計我軍，屢用不鮮，未嘗敗績。」
「哈哈哈，還真是，那好，即刻向孫良成部發報，就發八個字，正面佯攻，側翼迂迴，至於悟不悟得出來，打不打得贏，就看他自己了。」
「是，總司令。」
「幼彬，既然孫良成部已經抵達德州南郊，那我第一集團軍也不能落後啊，命令你立刻率領第一軍團先頭部隊，向禹城、高唐一帶進發，肅清當地潰兵，建立好前進警戒陣地，與德州形成東西呼應，等候我大軍的到來。」
「是，總司令。」
5月9日夜，孫良成部在德州南郊外的指揮部內，接到了總司令部發來的電報，電報上只有八個字，但是當他看完之後，立刻恍然大悟。
「傳令兵，立刻向各團抽調步兵1000人組成迂迴敢死隊，同時派部隊去徵召本地熟悉運河水系的船工、鄉民，問問他們有沒有無人淺灘，能夠迂迴至守軍後側。」
「是，總指揮。」
「嗯，快去，動作一定要快，不能讓守軍有所察覺。」
「是，我這就去。」
不一會兒，剛剛那個傳令兵便帶著消息回來了。
「總指揮，總指揮，有要事稟報。」
「說，當地兩位船工說，德州下游十餘里有一處無人淺灘，該區域河道狹窄、水淺灘平，而且它還是守軍防禦的盲區，絕對沒有重兵把守，很適合我敢死隊迂迴。」
「好，這兩位船工帶回來了沒?」
「報告總指揮，人我帶回來了。」
「好，立刻向他們每人發放10塊大洋，讓他們給敢死隊當嚮導，帶領部隊從這片無人淺灘繞到敵軍後側突襲，此計若是成功，每人再賞他們10塊大洋。」
「是，我這就去安排。」
「來人。」
「在，總指揮。」
「命令正面部隊保持炮火佯攻，兵力列陣造勢，持續吸引正面守軍主力的注意力，製造出我軍執意正面強攻的假象，為敢死隊繞後爭取時間。」
「是，總指揮。」
5月10日凌晨一時，敢死隊在當地兩位船工的帶領之下，向著德州下游十餘里外的無人淺灘出發了。
正面部隊立刻開始了佯攻，士兵們點燃火把，站在運河堤岸來回跑動，營造出即將借著夜色強攻的畫面。
守軍向著對岸拼命射擊，孫良成也命令部隊開始還擊，天色灰暗，子彈大多落於水中，北伐軍佯裝進攻又撤回，讓守軍誤以為自己火力兇猛，敵軍萬不可能突破。
當日夜3時許，夜色漆黑，能見度極低，敢死隊1000餘人輕裝涉水，偷渡至無人淺灘，成功登陸北岸後迅速隱蔽集結。
凌晨3時40分許，敢死隊突然向著德州城西守軍後方彈藥庫、補給基地發動突襲，守軍後方守備部隊兵力薄弱，瞬間便被敢死隊突破防線，
敢死隊向彈藥庫內投擲大量的手榴彈，瞬間引起了彈藥堆的爆炸，爆炸聲震天，火光照耀黑夜，刺鼻的火藥味濃煙籠罩著城西陣地，守軍後勤體系徹底陷入癱瘓。
後方彈藥庫遇襲的消息，徹底擊潰了守軍軍心，守軍本來覺得防線萬無一失，各個驕傲自滿，覺得自己能夠守住個把月，如今彈藥庫被炸毀，後勤彈藥徹底無法保證，頓時軍心大亂，正面火力斷崖式衰減，人人不敢把子彈耗光。
甚至有部分士兵開始擅自向後撤退，運河防線出現了些許缺口，孫良成抓住敵軍後方大亂，指揮失靈的機會，當即下令正面主力全線出擊，北伐軍步兵分多路強渡運河，爭取快速抵達對岸。
半小時後，第二方面軍大部已經渡過運河，開始逐段肅清戰壕之內的殘敵，快速向德州城郊外推進。