1948年的春天，膠東大地萬物復甦。
在膠東的一個村莊的農舍裡，許世友和譚震林正促膝談心。
“劉鄧大軍千里躍進大別山，華野外線兵團馳騁於江、淮之間，迫使國民黨軍隊由戰略進攻轉入戰略防禦，這標誌著我已拉開了大反攻的序幕。膠東的敵人與我們廝殺了5個多月之後，如驚弓之鳥，已完全失去了組織大規模戰役進攻的能力。”許世友心情非常好，聲音也十分響亮。
“是呀！”譚震林讚成地點點頭，分析道：“從山東的局勢來看，敵人已轉向點線防禦了，他們盤踞在濟南、青島、煙台、兗州等城市，除加強交通線上的防守外，不可能主動進攻了，我們還是提前動手才是。”
“敵人的意圖很清楚，他們想憑藉堅固工事，固守津浦路中間部分的膠濟通道及青島等沿海一線。王耀武苦撐這個局面，盼望東北和華北集團能解他的圍。這是不可能的，有我們兵團在，也是辦不到的嘛。黨中央、毛主席已對我們有了明確指示，那就是先掃清膠東之敵，再收復津浦路濟南至徐州一線，然後集中力量，攻取濟南，解放山東全境。我們該下手了，形勢喜人，形勢逼人啊！”許世友坐不住了，猛地站了起來。
“橫掃膠濟路，這是我們的口號。可是膠濟路縱深很長，先打哪一路敵人呢？”
“現在膠濟路西段有敵整編第32師等部隊共計4萬餘人。其防地東起張店，西至明水，北起齊東，南至博山。與其他防區相比，西部守軍的力量是較弱的。我們把突破口選擇在這裡，先從周村、張店下手。”
第二天，山東兵團召開作戰會議。
許世友聲如洪鐘，興奮地說：“今天我們開的是諸葛亮會，研究下一步作戰，下面請參謀處長介紹一下敵情。”
參謀處長金冶走到了地圖前，手指地圖，介紹敵情。
1948年初，山東敵人依據分區防禦的方針，重新劃分了“綏靖區”，除原來的第2、第3綏靖區外，又在臨沂、兗州、青島分別設立了第9、第10、第11綏靖區，將正規軍和非正規軍劃歸綏靖區建制，以保安部隊編組成第2師、第32師、第35師，並增設要點防禦工事。由於國民黨在東北、陝北、中原等各戰場接連失敗，蔣介石將山東的第54師、第72師、第75師等部，調往其他戰場，至今年2月中旬，山東戰場敵人力量大為削弱，只剩下13個師26個旅的兵力。蔣介石發現華野西線兵團集結緊靠山東的濮陽整訓，以為華野西線兵團要東進與山東兵團會合，合擊津浦路濟南等城市，所以，抽兵將防禦重點放在保衛津浦路中段，因而膠濟路西段的防禦力量比較薄弱。膠濟路西段東起張店，西止明水（今章丘），北自齊東，內迄博山的五六個縣的廣闊地區內，只有守敵第32師及交警第一總隊、淄博警備旅及保安部隊共約4萬人，兵力分散，戰鬥力不強，工事也比較薄弱，便於我軍穿插、割裂和聚殲。
先打膠濟路西段的周村、張店是毫無疑問的了。可是怎麼個打法？
聶鳳智站起身，發表自己的看法說：“我主張採取遠途奔襲，一下子插到敵人指揮中心去，同時進攻張店、周村，然後迅速向外，擴張戰果。這種打法出其不意，可以起到打亂敵人部署、便於我們速戰速決的效果。”
一個師長當即站了起來，說：“我認為這種方案太冒險，鑽到敵人肚子裡，會四面受敵，很容易被敵人包餃子。我不同意這個方案。”
會場上的氣氛立刻活躍起來，有點頭讚許的，有搖頭反對的。
最後，許世友站起身，說：“我贊同聶鳳智的戰法，這叫做挖心戰術，中間突破，四面開花。因為周村的敵人分佈很散，守敵之間空隙大，如果從外圍先打，要攻下所有的據點，起碼要個把月。其實，周村敵人也只有一個師部和五個營，兵力少而且麻痺懈怠，以為我軍不會先打他們。我們偏要先打周村，攻入了周村，其他據點也就群龍無首，必然大亂。”
譚震林接過許世友的話茬儿說：“這是險中取勝，過去我們打過不少中間突破戰，基本上都成功了，打仗就是冒險。”
許世友見大家無異議，果斷地說：“就這麼定了，九縱攻占周村，七縱攻占張店，十三縱留在平度、掖縣監視青島敵人。魯中、渤海軍區部隊的任務是配合主力作戰，向駐地敵人進攻，迷惑敵人。”
散會後，各縱隊迅速向預定地區開進。
許世友兵團的行動，引起了敵人的注意。范漢傑對王耀武報告說：“共軍的大部隊突然西進了，去向不明。”
王耀武問：“有多少人馬？”
“看樣子幾個縱隊都動了。”
“有沒有運送物資？”
“有，馬隊、挑夫成群啊！”
“許世友呆不下去，這是在準備西渡黃河與他們的主力會師。”
“我們怎麼辦？”
“密切監視，不要輕易動手，必要時再打。”
“明白了。”
范漢傑按照許世友兵團西渡黃河的意圖調整兵力，但沒有幾天就找不到許世友部隊的行踪了。
向膠濟路以西挺進是有很長一段路程的。當時兵團的主力部隊位於掖縣、平度等地，不爬山，不涉水，一天不走50公里，7天的時間是走不到指定地點的。再加上天公不作美，突然下起了暴雨。雨中行進的部隊，彈藥受潮，被裝濕透，重裝備行進更加困難。
參謀處向許世友報告，由於受暴雨影響，各部隊行進速度參差不齊，第七縱隊已到達張店，第九縱隊還在路上。
許世友考慮了一下，回答說：“不求整齊劃一，先到的先打，還在路上的加快行軍速度。”
3月11日夜，第七縱隊一到張店外圍，成鈞司令員就命令19師、20師、21師，迅速將張店包圍起來，並控制了張店西側的鳳凰山至葫蘆山一線製高點。
激戰一天，敵人招架不住，放棄了陣地，朝周村一帶逃去。跑得最快的是師長周慶祥，他在這裡損失了兩個團後，對幾個旅長說：
“仗打到這個份上，還拼什麼命，保存實力才是英明之舉啊！”
聶鳳智還沒有動手，七縱的成鈞卻打響了，這一打就將敵人多半個師全逼到了周村一線。不到一天時間，周村的敵人增加到1.5萬多人。
周村並不是一個小村莊，它的街道比一般縣城還大。
情況變了，是否還要按原計劃進行呢？兵團與九縱的通訊聯絡早已中斷，得不到許世友的指示，聶鳳智如坐針氈。劉浩天政委說：
“是不是等一下，得到兵團的指示後再作決定？”
“來不及了啊！敵人全集中在這裡，正在我們眼皮底下搶修工事，他們會背水一戰，我們得早動手。”
“萬一打不好怎麼辦？”
“由我負責！”
當天晚上，第九縱隊各師冒雨向周村發起攻擊。 26師78團向周村開進，發現一支部隊與他們並肩而行，一打聽不是友鄰部隊，而是向周村收縮的敵141旅。
78團團長蓋中民將手一揮，果斷決定：“殲滅他們！”
部隊猛地包抄過去，半小時全殲這個旅。 25師73團7連在副連長劉奎基指揮下，連續4次爆破城門，勇猛突進，他們從東北方向攻進城。幾乎同時，26師76團也攻進了德勝門，撕開了突破口，正向縱深發展戰果。
拂曉，第九縱隊10個團突進了城，上午10時戰鬥結束，殲滅敵人1.5萬餘人。
戰鬥結束了，風止雨停了。許世友接到第九縱隊攻占周村的報告，大喜過望，對譚震林說：“聶鳳智不簡單，攻周村難度很大，一是雨天難打，二是從張店跑了不少敵人到周村，周村敵人兵力增加了萬餘人，他還是下決心打了，這一仗意義非同小可，是我們1948年的開門紅！”
譚震林點頭說：“聶鳳智是在與兵團失去聯絡的情況下，斷然決定的，這說明他膽大心細，充分顯示了他的軍事才華，在戰機面前，誰猶豫退卻，那誰就是百分之百的機會主義。”
周村丟失，敵人亂了陣腳。
渤海縱隊已攻占了桓台。七縱肅清淄川外圍之敵後，已有一個團攻進了東門。敵人先後反撲20多次，均未收回失地。
許世友兵團節節推進，敵人紛紛棄城而逃。遠離主戰場百里之外的萊蕪、蒙陰、沂水等地的敵人，也開始動搖。
許世友在膠東發起的春季攻勢搞得敵人不得安寧。
蔣介石在南京氣急敗壞地罵：“這個許世友又在搗亂，膠東不太平，要盡快想辦法收拾他們。”
蔣介石已對范漢傑失去信心，但仍想力挽敗局。他急令整編第75師，從河南商丘到濟南，準備會同整編73師援助膠濟路。
後來這個師剛開至明水一線就被許世友的部隊打回去了，接著我軍在飲東河、肥城、淄川等地，苦戰十多天，膠濟路西段戰役宣告結束，攻破大小城鎮10餘座，消滅敵人3.8萬多人。
許世友、譚震林領導的山東兵團攻克膠濟路之後，敵人開始收縮兵力，企圖加強重點城鎮防禦，阻止解放軍繼續推進。
下一步攻打哪裡？當時兵團的許多人都想著去攻打濟南。山東兵團召開了師以上乾部會議。
許世友望著師以上指揮員，坦誠地發表了自己的看法：
“我們下一步將攻打濰縣。儘管王耀武認為濰縣工事堅固，兵力眾多，但我們還是要攻打。拿下這裡一是為了配合我軍在全國戰場上實施的春季攻勢，二是為打開濟南作準備。只要先拿下濰縣，我們才能全部控制橫貫山東全境的鐵路交通動脈。你們都清楚嘛，濰縣這個地方很特殊，是聯繫膠東、渤海、魯南的重要樞紐。攻破它就好比斷了濟南到徐州的一隻胳膊，王耀武就不得不將所有兵力全部退縮到濟南至徐州的那塊小範圍去，這是窮途末路啊！”
譚震林解釋說：“先攻濰縣意義重大。可以使我膠東、渤海、魯南3個解放區連成一片，促進解放區各項建設，為我們提供強大的後方支援。另外，濰縣附近全是解放區，與濟南相隔幾百里，處境很孤立。萬一打起來王耀武想派援軍也是鞭長莫及，同時這裡的敵人士氣低落，想打仗者不多，只要有的打，就有可能全勝。”
許世友說：“王耀武判斷我們要打濟南，我們偏不下手，先打濰縣，再攻兗州，最後攻取濟南，向王耀武攤牌嘛！拿下濰縣，也是我兵團攻打濟南的一次預演嘛，一年多來，我們打了不少勝仗，但說實話進行大城市的攻堅戰還是沒有經驗的。各級指揮員都要想辦法，出主意，多設想一些困難，這樣打起來才有把握嘛！”
譚震林冷靜地說：“這場攻堅戰，如何才能打好，我們首先要考慮如何才能以最小的代價，順利突破敵人的複雜防禦體系，這也是我和許司令近日一直在思考的問題。”
聶鳳智站起來，說：“我贊同譚政委講的要用最小代價消滅敵人的作戰原則。因為敵人的意圖很明顯，企圖消耗我主力於外圍陣地，如果我們不從濰縣的實際情況出發，仍然一味地強調猛衝猛突，正好中了敵人的詭計，損失將會很大。”
許世友高興地說：“講得好！我們要根據這裡的特點，以穩紮穩打為作戰方針，穩紮穩打，首先以少量兵力肅清外圍之敵，然後集中力量攻取西城，西城攻下後，我們就以西城為依托，向東逐次攻打。”
一個師長大膽地提出：“濰縣是由東西兩城組成的，先攻哪個，後攻哪個是值得研究的。我主張東西城同時攻打，一鍋端，讓陳金城叫娘算了。東西同時攻打，敵人會亂陣腳，這對我們有利啊！”
另一個師長也站了起來，直爽地說：“我建議從東城殺進去。因為東城低於西城五六米，守敵兵力分散，火力配備也明顯地比西城弱，只有先揀弱的打，才有可能得手，才能減少傷亡啊！”
最後，許世友站了起來，果斷地說：“今天的會開得很好嘛，有人提議先打東，也有人提倡東西並進。我說過了要集中兵力，如果東西同時攻打，不行，很分散兵力的。從濰縣的特點看，東城當然低，但是我們一打，就會暴露在西城守敵的眼皮底下，會遭到火砲的大量殺傷，即使攻占了東城，條件對我們也不是很有利。”
“我決定，以渤海軍區第3軍分區武裝圍攻昌樂、田馬，切斷其與濰城的聯繫；以膠東軍區西海軍分區一部包圍寒亭，一部插入二十里堡火車站、發電廠、飛機場，切斷濰城與坊子的聯繫；以第九縱隊、渤海縱隊攻打敵要害，攻取濰城；以第七縱隊、渤海軍區一部位於章丘、明水一線，阻擊濟南東援之敵；以第十三縱隊一部阻擊青島西援之敵。”
譚震林補充說：“濰縣攻堅戰意義重大，所有參戰部隊都要嚴格遵守紀律，執行城市政策，爭取光榮地進去，幹乾淨淨地出來，做到軍政全勝！”
4月2日，山東兵團突然揮戈東進，直取濰縣。
濰縣由東西兩城組成，又稱“雙城”。據縣志記載，在歷史上此地就是一個戰略重鎮，凡是想攻打此地者都沒有得過手，城防工事經過日、偽、蔣幾十年的重複修建和改造，構成了以西城為核心、三道防線的半永久性防禦體系。
當時濰縣有10多萬居民，此地是國民黨軍隊賴以生存的一個據點，也是他們在膠濟段的重要設防城市之一，被國民黨稱為“魯中堡壘”。
防守濰縣的敵人系蔣整編第96軍的整編45師，共有10個團，總兵力近5萬人。他們是蔣介石的嫡係部隊，裝備精良。這裡還盤踞著附近l0多個縣的地方武裝，這些敵人無惡不作，心腸殘忍，也有一定的作戰能力。
敵整編第96軍軍長陳金城得到許世友兵團準備圍攻濰縣的消息後，立即向遠在濟南的第2綏區司令長官王耀武報告。王耀武立即秘密趕赴濰縣給陳金城打氣，並製定了一整套對付攻城解放軍的作戰方針和步驟。
其防禦方針為：憑藉濰縣堅固複雜的工事，強調“地平線以下作戰”，以外圍作戰阻滯共軍進攻，爾後固守東、西城區，等待援兵，攻破共軍攻勢。
與此同時他們還作出下面幾條決策：必要時放棄一部分不重要的外圍據點，原則是多設置牆腳地堡，阻止共軍推進；許世友兵團向濰縣攻擊後，濟南、青島兩路增援。
4月8日，濰縣外圍清掃戰基本上達到了預期目的，各部隊先後攻占了十里堡、九龍山、鳳凰山，並控制了飛機場，切斷了濰縣與濟南、青島之間的空運聯繫。
陳金城執行的是放棄一些不重要的據點，集中兵力於城內的方針。但他還是驚慌不安，因為他明白王耀武對他許諾的空運增援計劃已經流產了，他僅有的兩架飛機全落在解放軍手裡，飛機場丟失了。
外圍戰完成後，爭奪第一道防線就成了主要任務。敵人在這道防線中是特別強調製高點作用的。
許世友採取了聶鳳智的建議，先以少量兵力在外圍佯攻敵制高點，牽制敵人，然後主力從南北兩地突然發起攻擊，打他個措手不及。
不到一天時間，九縱的同志就搶占了南關的於家莊、康莊、張家莊等要點，使敵人失去了製高點。陳金城不得不繼續將隊伍往回收縮。
第一道防線的外圍已失去了防禦作用。
陳金城似乎並不在乎，他對王耀武聲稱：“共軍搶占我第一道防線外圍的幾個制高點，表面上看他們是贏家，但實際上他們已全暴露在我們視線之內，怎麼敢來攻擊我核心部位呢？”
王耀武畢竟與解放軍多次交手，吃過不少苦頭，所以他反复叮囑：“千萬不能輕敵，趕快將共軍趕出去。”
“一定照辦！但我們的機場丟了，飛機一架都沒有，沒有空中支援怎麼能把共軍趕走呢？”
“這沒有問題，我會盡快派飛機來轟炸，即使濰縣外圍炸成一片焦土，也值得嘛！你們要爭氣，蔣委員長已對濰縣的戰況過問了好幾次了，我都說沒有問題，有陳金城在，濰縣就是咱們的！”
敵人迅速調集重火力，對我運動中的戰士進行瘋狂射擊。眼看著行進的解放軍受挫，敵人認為是退回去了，不敢出動了。可是，此時我軍已分散開，以小組隊形沿著有利地形繼續往前推進。
4月14日晚上，許世友下達了向敵第一道防線進攻的命令，攻城部隊以排山倒海之勢發起猛攻。九縱第73團冒著敵人強大的火力，前仆後繼，開始登城。
城南的渤海縱隊也突開了幾條口子。
南北兩路密切協作，直向敵人指揮機關搗去。 4月24日黃昏，渤海縱隊登城並突入城內，後續部隊相繼投入戰鬥。守軍敗逃，西城即告解放。
我軍攻入西城後，剩餘的幾個敵據點也完全失去了作用。守軍紛紛向後逃跑。戰鬥進行得比較順利，從2日至20日，許世友兵團完成了第一次攻擊任務，共殲敵5，000多人，突破了陳金城吹噓的“固若金湯”的第一道防線。
接著，第二、第三道防線又出現在山東兵團面前。
攻進南城才等於佔領了濰縣的一個角，得設法突破後兩道防線。要突破這兩道防線，首先要從土城寨攻過去，掃清盤踞在這裡的守敵。
土城寨只是濰縣城的一個外圍，它與城內連在一起，寨牆就是城內外壕的內壁，又寬又深，牆壁陡峭，很難爬上去。
聶鳳智決定打破常規，兩道防線同時突破，對外壕實施坑道爆破，爭取同時炸塌寨牆，填平外壕，然後雙管齊下，掃清土城寨上的敵人。
為了實施爆破，我軍的坑道作業正在緊張地進行，總攻發起前，300多米長的地下坑道完成了，而且裡面裝滿了炸藥。
4月23日晚上，隨著幾聲巨響，土城寨的高牆被摧毀了。總攻開始了，攻城部隊投入戰鬥。
九縱第27師79團是攻城的先鋒，他們在西城北門以東打開了兩個突破口，坑道爆破剛剛結束，硝煙尚未散去，第一突擊隊8連和4連就衝上去了。這2個連突破兩條口子如同兩把利劍直向敵人縱深插去，開始了縱深戰鬥。
4月24日下午，第25師登城，擴大突破口，投入巷戰。當日黃昏，渤海縱隊登城並突入城內，後續部隊相繼投入縱深戰鬥。
在南北兩面的猛烈夾擊下，守敵動搖，陳金城率殘敵涉渡白浪河逃往東城。
4月26日18時整，許世友向攻城部隊下達了第二次進攻的命令。
九縱主力部隊一舉攻克東城，魯中部隊也從北面攻打進去了。
此時，王耀武已將青島的5個旅全調出來增援濰縣，但為時已晚。他們一進入昌濰地區就遭到了十三縱和膠東地方部隊的阻擊，打了一天沒有進展，敵人只好掉頭。
這一天濰縣城的戰鬥並不激烈，敵人早已失去鬥志。濰縣自衛隊1，000多人在解放軍強大的攻勢下，全部投誠。陳金城準備乘機逃跑，最後還是被九縱的戰士活捉了。
4月27日，濰縣宣告解放。華東局發來賀電說：“全殲陳師、解放濰縣，捷報傳來，後方軍民歡喜若狂。我東兵團英勇善戰，連戰皆捷。”
5月15日，王耀武匆忙飛抵南京。
蔣介石在官邸接見了王耀武。蔣介石皺著眉頭，喋喋不休地數落著：“你們怎麼搞的？周村、濰縣相繼失守，不到兩個月的時間，就損失了8萬多人。這仗還怎麼打呢？”
王耀武恭敬地聽著蔣介石的訓斥，建議說：“現在山東兵力分散，處處設防，早晚會被各個擊破。以濟南目前的處境，靠現有的部隊是絕對守不住的。我建議放棄濟南，將部隊撤到兗州，與徐州'剿總'的部隊連成一片，以利爾後的作戰。”
蔣介石大為不滿，對王說：“你不從大處著眼，我們必須確保濟南，不能放棄。濟南是山東省會，華東戰略要地，為了不讓華東、華北'匪區'打成一片，不讓他們掌握鐵路交通大動脈，就必須守住濟南。”
王耀武連忙說：“是的！是的！”
看著王耀武一副垂頭喪氣的樣子，蔣介石鼓動說：“濟南如果被圍攻，我當親自督促主力部隊迅速增援。只要你能守得住，援軍必能及時到達，我有力量來解你們的圍。打仗主要是打士氣，鼓勵士氣，首先自己不要氣餒。你要知道，我們的失敗是失敗於士氣的低落，你們如不奮發努力，堅定意志，將死無葬身之地。”
王耀武懷著悲觀失望的心情離開南京，他明知守濟南是一步死棋，卻不得不服從蔣介石的命令死守下去。
山東兵團結束濰縣戰役後，進行了短期休整。 5月7日，中央軍委致電許世友、譚震林，命令山東兵團南下津浦線，配合粟裕在中原的行動。
在兵團會議上，許世友用力揮動著手臂，激動地說：“我華野外線兵團與中原野戰軍並肩作戰，已發起了開封戰役。黨中央指示我們兵團配合他們作戰，繼續在膠東路打擊敵人。現在王耀武的日子不好過了，他們只能固守津浦路這條胳膊和濟南、兗州、青島這三個包袱了。他們的意圖很清楚，打算拖住我們兵團，確保濟南和徐州，這是辦不到的事情嘛！我們還是採取聲東擊西的戰術，不攻濟南，也不打青島，而是向泰安逼近，威脅兗州。”
最後，許世友作出決定：以渤縱牽制濟南敵軍，魯中軍區部隊打泰安，七縱、十三縱先在泰安南北打援，然後相機奪取兗州。九縱暫時休整，作預備隊。
5月29日，魯中部隊4個團開始進攻泰安。王耀武得到情報後，命令守泰安的84師155旅採取機動防禦，能守就守，不能守就走。 155旅當然不願守城，他們先以小股部隊出城打了一下，在我軍發起正式攻擊之前，乘火車退往濟南。我軍對敵軍逃跑估計不足，沒有在北面迂迴包圍。
5月30日，十三縱佔領泰安，切斷了濟南與兗州的聯繫。
兗州為古戰場，坐落在魯中平原，是兵家常爭之地。南臨徐州，北護濟南，東通沂蒙，西交魯西。是國民黨堅守山東的一個重要戰略防禦點。
兗州城牆高達10多米，防禦工事經過日軍和國民黨反復修建，每50米就有一個鋼筋混凝土的碉堡，交通壕如同雞腸，盤來繞去，遍地都是。境內還築有砲兵陣地，中間一層是由城牆頂部開口接連到城半腰，構成輕重機槍火力網，下層是通往城外的暗堡和集團堡。環城還有一條寬6米左右、深4米多的護城河，河邊還架設著鐵絲網。
該城的守敵將領是第10綏區中將司令李玉堂。他率12軍及保安團，共計11個團，連同砲兵及機關人員，當時兗州城裡兵力大約有2.8萬餘人。駐守此地的是國民黨軍整編第12師，師長霍守義。
6月7日，山東兵團開始掃清兗州外圍，在進攻曲阜時，霍守義也命令駐守那裡的一個團迅速撤回兗州，留下當地保安部隊與我軍作戰。
七縱沒費多大力氣，就殲滅了一個保安團，解放了曲阜。幾天之內，山東兵團連續收復蒙陰、鄒縣、泗水等8座縣城，掃清了兗州外圍。 6月20日，七縱和魯中部隊包圍兗州。九縱、十三縱也從濟南方向奉命南下，配合作戰。
兗州被圍，李玉堂急忙向徐州告急。徐州“剿總”總司令劉峙急忙將蘇北的黃百韜整25師用火車北運，增援兗州。山東兵團留下十三縱一個師監視濟南方向，將九縱、十三縱主力調往泗水、曲阜，命令七縱撤圍，從兗州南下準備打援。
這時，國民黨軍察覺山東兵團圍城打援企圖，加上豫東戰場區壽年兵團求援甚急，即令25師轉援豫東。
6月30日，25師乘火車掉頭南去，山東兵團尾追不及，又重新包圍兗州。
7月1日，山東兵團逼近兗州近郊。 7日夜，第七縱隊攻克西關，魯中軍區部隊攻克舊關。
7月12日傍晚，總攻兗城的戰鬥打響了。
第七縱隊並指揮第十三縱隊兩個師擔任主攻，從老西門兩側突擊攻城。魯中軍區部隊從城北佯攻箝制，第十三縱隊第39師向城東佯攻配合。攻城部隊當晚即多路突破城牆，突入城內，與敵開展激烈巷戰。
7月13日中午，我軍已經控制了兗州城西、南街區，殘存在城東南的敵軍已無鬥志，黃昏時從東門向外突圍，遭到我軍炮火攔截，並被埋伏在東門外的十三縱39師包圍。除李玉堂化裝逃跑外，霍守義以下2萬人被俘虜。原來預計要打10天的兗州戰鬥，一晝夜就勝利結束了。
我軍進攻兗州時，王耀武派吳化文率84師從濟南出援。吳化文部是偽軍改編的部隊，一向遭王耀武排斥，分配裝備物資靠後，打仗賣命讓他們靠前。吳化文一肚子委屈，又不能抗命。 7月初從濟南出發，一路上磨磨蹭蹭，一天前進10公里。 7月12日，84師到達大汶口，次日先頭部隊161旅渡過汶河，進至太平鎮一帶。許世友得知濟南之敵南下，命令九縱從泗水出發北上，殲滅84師。
13日夜，九縱從南驛地區冒雨出擊，一夜急行軍數十里。王耀武在獲悉兗州失守的消息後，估計我軍會回頭來打吳化文，就在這天命令吳化文撤回濟南。吳化文前進動作緩慢，後撤卻行動迅速。
九縱其他部隊渡過墳河追擊敵軍，但吳化文跑得太快，只截到第155、第211旅一部。到15日21時戰鬥結束，九縱共殲滅84師近萬人，其中俘虜161旅旅長以下7，584人。我軍再度佔領泰安、大汶口等地。吳化文損兵折將逃回濟南，遭到王耀武嚴厲訓斥。
山東兵團在津浦路中段連續戰鬥50天，使山東局勢和敵我力量對比發生了根本性的轉變。我軍攻克兗州、泰安等津浦路中段城市，完全切斷了濟南與徐州的聯繫，也切斷了華北傅作義集團與中原國民黨軍的鐵路交通。
山東兵團從1948年3月到7月的作戰中，殲滅國民黨軍正規部隊和地方反動武裝共14萬餘人，恢復了老解放區，又解放了大片新區。國民黨軍在山東只剩下濟南、青島、煙台、臨沂幾個孤立城市，處於被動挨打的局面。山東解放區則連成一片，並與華北、中原解放區打通了聯繫。山東大批中小城鎮的解放，使解放區人口和經濟實力大為增強，為支持華東野戰軍進行戰略決戰創造了可靠的後方。