战，四十二军歼灭日军第二十师团七十七联队大佐联队长鲤登行一以下一千余人，自身伤亡也极大。太原会战结束后，冯安邦率部开赴河南许昌补充整顿。
一九三八年三月，第二集团军划归第五战区指挥。其时，日军第十师团不顾东面第五师团攻势受阻，直扑台儿庄，企图一举攻克徐州，打通津浦线。鉴于孙连仲部队以善于防守著称，第五．战区决定令其担任守卫台儿庄的重任。三月十八日，孙连仲部奉命由河南归德（今商丘），许昌东开徐州。二十一日，一部抵台儿庄。其中，、立第四十四旅为总预备队，并接替五十二军担任台儿庄至韩庄间运河南岸的防务。二十三日，二十七师抵徐州以北汪柳泉。二十四日晨，日军正式向台儿庄发起猛攻，当晚突入台儿庄东北角。中国军队据城死守，将入城日军歼灭，堵住了缺口。冯安邦严令独立四十四旅固守运河一线，并派一部北出朝鲁沟，威胁日军侧翼。次日，二十七师徒步开抵台儿庄，担任城外右翼防御，准备侧击日军左翼。二十七日，日军得到增援后，对台儿庄再次发起进攻，占领城寨东北角。冯安邦亲赴右翼督战，率二十七师协同三十一师反击刘家湖日军，将刘家湖包围，与敌展开白刃厮杀。激战一直持续到三十一日，有效地牵制了日军对台儿庄城的进攻，减缓了守城军的压力。至四月一日，台儿庄城内守军伤亡近半，西北门、东门、北门、东南门均沦入敌手，守军仅据有北站、西关和南门。为了支援城内守军，四月二日凌晨，冯安邦特令敢死队二百余人附一营士兵从东门攻入城内，袭击城内日军左侧背，一度攻占了东门和城东北角。同日，二十七师与日军坂本支队在台儿庄以东发生了空前激烈的阵地战。冯安邦乘马督战。官兵视死如归，予敌以惨重打击。
日军《战斗详报》称：“研究敌第二十七师第八十旅自昨日以来之战斗精神，其决心勇战气概，……全部守军顽强抵抗直到最后。以至于此狭窄的散兵境内，重叠相枕，力战而死之状，虽为敌人，睹其惨烈之状亦将为之感叹。曾使翻译劝其投降，应者绝无。”此役，二十七师仅营长即阵亡三名。四月三日，敌坂支队与漱谷支队会合后，即发起猛攻，从北、东、南三面包围了台儿庄。冯安邦急令独立四十四旅一个团开赴台儿庄南门外堵截日军，并阻敌渡河。经过城内外中国军队的共同努力，终于顶住了日军的最后一次猛攻。
四月四日，外围中国军队已开抵台儿庄附近，对台儿庄构成大包围态势。五日，冯安邦令二十七师组成敢死队，发动夜袭，攻占了台儿庄东北的孟庄、裴庄、邵庄、彭村、沧浪庙，日军向东北、西北两个方向清退。六日，日军主力为免于后路被断，乃窜入峰县附近之漳山、龙山及税廓等坚固围寨内死守待援。七日，台儿庄城内之敌被彻底肃清，台儿庄战役取得决定性胜利。随后，冯安邦率四十二军参加了峰县追击战，于八日攻占了金陵寺一带，堵击逃窜之敌。十四日，奉命夜袭福家庄和峰县南关，受阻。由于日军援兵已由津浦线南下，开到枣庄附近，台儿庄战役的最后一战——峰县追击战遂于四月中旬结束，第五战区转入防御。此后，冯安邦率二十七师在峰县以南监视当面之敌，并阻敌增援，断敌补给。
五月五日，冯安邦及二十七师师长黄椎松亲率该师主力与日军第十师团第六十三联队激战于泥沟西庄，毙敌大队长吉帜重冶少佐以下四百余人。由于冯安邦指挥作战有功，国民政府明令授予青天自日勋章。徐州撤退中，冯安邦率第二十七师转归第二十七军团军团长张自忠指挥。所部首先在郝寨、萧县附近占领阵地，掩护大军集结，尔后又占领徐州西北九里山阵地，协同张自忠部完成了掩护主力突围的艰巨任务。
徐州突围后，冯安邦部经江苏淮阴退往大别山区，在鄂豫皖边区小界岭一带抗击来犯日军，曾死守阵地四十余天，使日军未能越雷池一步。一九三八年十月，冯部奉命向襄樊转移。由于部队连续作战，减员很大，冯安邦拟请将五十二军并入张自忠第三十三集团军建制，自己则坐镇襄阳收容溃散部队。不料，日军航空兵于十一月三日对襄阳实施猛烈空袭，昭明台、东门街一带被炸成一片瓦砾。在一片混乱中，冯安邦从容不迫，不肯逃避，在春风旅社不幸被炸伤腹部，当日殉国。享年五十四岁。