1938年3月初，侵华日军进逼山东临沂边境。驻守临沂的国民党第40军庞炳勋部在第59军张自忠部增援下，与进犯临沂的日军展开了近一个月的激战，给敌人以重大杀伤。尔后，张、庞两军相继撤出战场，临沂遂于4月21日失守。
日军侵占临沂城前，曾先后在城北古城村和城西大岭村制造了两起惨案。
3月下旬的一天，天刚放亮，日军如狼似虎地闯入古城村。农民王汉友一家四口躲在地爪窖里，被日军用点燃的秫秸堵住窖口，活活烧死。接着，日军放火烧房，农民王殿思背起被火烧伤的母亲往外逃，没跑多远，被日军用枪打死，母了双双倒在血泊中；个躲在墙角里吓昏了的老嬷嬷，被日军拖到街上点火焚烧，老人惨叫，日军却站在一边狂笑。不到一天的时间，古城村就变成一片废墟，断垣残壁，血迹斑斑，全村被杀害62人，有一户被杀绝。逃难的群众在渡祊河时，又被日军抓住数十人，用刺刀逼着脱光衣服向河里跳，谁不跳，上去就是一刺刀。除个别人死里逃生外，多数人惨死在水中，日军却在岸上狂笑。
日军进大岭村后，更是无恶不作。刘志贤母亲的嘴巴、王富德母亲的乳房被割掉，姜志敏之父及祖母等27人被枪杀。躲在村西观音庙里的避难群众，除二人逃脱外，被日军用机枪打死45人。全村300多间房屋被烧光，姜志茂、赵洪义、姜志顺、张守信等四户被杀绝。
与此同时，日军不断派飞机对城里滥肆轰炸，特别在城垣弃守之前的两三天内，轰炸扫射日甚一日。一枚炸弹在城内北大街路南王贞一杂货店的防空洞口爆炸，在洞内避难的男女老少30多人，有的被炸死，有的被闷死，无一幸免。颜家巷郁鸣漪一家，除本人逃出外，其他人全部遇难。郁本人也因忧愤过度当晚自缢身亡。西门里路南开杂货店的李润生之父被炸死在自己家中。在西门里天主堂内避难的群众被炸死炸伤300多人，修女尤姑娘被炸得骨肉分离，糊到墙上。
日军进城后，在大街小巷密布岗哨，架上机枪，挨户搜查，堵门截杀。日军每到一家，遇人就是一刺刀，对中青年妇女先奸后杀，连老人、小孩也不放过。未及走脱的居民纷纷越墙，向西门里天主教堂方向寻求避难。可是，德国神甫紧闭大门，万呼不应，走投无路的难民瞬间聚集700之众。这时，丧心病狂的日本兵，一面从教堂西面向难民扫射，一面在教堂以东各个路口用机枪堵截，毫无遮挡的人群纷纷倒下。这是第一次集体大屠杀，没听说有谁逃得出去。事后用车拉了好多天，才把尸首清理干净。
日军进城的当天，发现了在城内西北坝子三个防空洞及西城墙根躲难的群众，于是，先用机枪扫射，再用刺刀戳杀，480多人全被残害。幸存者宁振芳全家10口人，在西北坝子城墙洞里避难时，被鬼子用刺刀刺死了9口。那时她是个八个月的婴儿，钻在娘怀里吃奶，未被刺着，幸亏街坊陆大爷在事后盖尸时发现她还有口气，才被救出，抱给宁孙氏大娘收养，长大成人。
日军从各家搜查到的人，受害者不计其数。西门里太公巷一少女，被日军轮奸后又用刺刀刺死。老营坊巷东一女青年，被敌人轮奸致残后死去。日军从南门里一杂货店院里的防空洞中搜出20余人，当场全部用刺刀刺死。崔家巷一户的小孩子出疹子，门口挂红布条，日军伯“传染病”，点火将小孩活活烧死。日军搜查城隍庙东杨家园时，妇女纷纷跳井自杀，顷刻之间，死尸塞满井筒。茶棚街胡土英家的防空洞较大，藏人很多，日军堵门用机枪扫射，并向洞内扔手榴弹，死者无数。日军走时，还在胡家大门上写着：“此院死尸大有”。北门里路西一老太太年过70，卧病数月，生命垂危，全家7人围守病床，未及躲避，日军进院后将男子全部刺死，女的被逼得背起病人一同跳井。城内居民凡被日军发现者均惨遭毒手。一次，日军驱赶着30多人清扫北大寺（今东风制药厂处），干完活，说叫他们站队点名，结果被机枪点射，全部丧生，尸体被推进大湾内。
全城的幸存者寥寥无几，有的在地窖内东躲西藏多日，挣扎活命；有的白天在炉膛内藏身，深夜从城墙水道中爬出，住在南关美国医院的近百名原国民党第40军伤员，连夜转移到效外，多数重伤员死在医院附近的麦田里，曝尸旷野，无人敢收。万恶的日本侵略者，在城西疯狂屠杀十余日后还嫌不够，又在火神庙旁和南门里路西设了两处杀人场，用军犬、刺刀连续残杀无辜群众以取乐。王学武的父亲被日军用刀剁成三截；徐廷香之父、吕宝禄等被军犬活活咬死。全城被害群众计2840余人，加上沿途杀戳，共达3000人以上。
日军在进行血腥大屠杀的同时，还纵火毁城。从火神庙以西、僧王庙前玉聚福街东、洗砚池以南，北到石碑坊、杨家巷至刘宅一带，大火一直延续六、七天，整个城西南隅化为灰烬。南关老母庙前、阁子内外，房屋全被烧光。至于其他财产的损失，更无法统计。
侵华日军血洗临沂的滔天罪行，临沂人民是永远难忘的！
1986年，中共山东临沂市委党史征集委员会召集惨案幸存者和遇难人员亲属调查访问，下面就是临沂大屠杀事件调查座谈会纪要：
刘玉芝：“提起这些事，就恨得俺打哆嗦，难过的光想哭。俺父亲当时52岁，就是被日本鬼子的飞机炸死的。他浑身都炸成了肉汁，只剩下了一个头。送殡时是配上假身子安葬的。打那以后，我母亲就领着俺姊妹三人出外逃准去了。我母亲因为死了亲人，生活又没有着落，整天哭得死去活来，连饿带病，一年以后也死去了。那次鬼子的飞机轰炸，光俺院就炸死了四口人。有个唐大娘藏在地窖子里，被炸得鼻口窜血而惨死。还有个卖炭的，他老婆被炸没了影，后来在院子里只扒出了一条腿。有个小女孩才一生日，脑瓜子被炸得稀巴烂。一绺头发和血肉粘在一起，糊到了墙上。”
李树英：“火神庙有个地窖子，鬼子进城时，许多人都往那里跑。正跑着，有一个鬼子抓住了郑嬷嬷，要糟塌她。俺三公爹就因为说了一声‘她老了’，就被鬼子一刺刀捅死，郑嬷嬷被强奸以后，也被刺死。和俺三公爹一起跑的还有两个邻居，也都被鬼子刺死。”
孟庆祥：“住在我屋后的马进元，鬼子来了，他往南堂医院的墙上爬，叫鬼子一刺刀刺死了。靠我的屋山墙，有个叫侯祥的，50多岁，他正在井台上提水，被鬼子一刺刀刺死了。徐老头
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