在東北野戰(zhàn)軍因天雨推遲了北寧線作戰(zhàn)的時候，華東野戰(zhàn)軍正積極準備攻克濟南的戰(zhàn)斗。攻占濟南，將華東、華北解放區(qū)連成一片，并為南進奪取南京門戶徐州開辟道路，是解放軍在南線作戰(zhàn)的戰(zhàn)略性要求。國民黨軍方面，王耀武曾于5月15日到南京向蔣介石報告軍情，并建議放棄濟南，將濟南部隊撤至兗州及其以南地區(qū)，與徐州一帶的部隊聯(lián)成一片，并鞏固徐州至兗州的鐵路交通。但蔣介石沒有同意，他為了不讓華東、華北的解放區(qū)聯(lián)絡，堅持堅守濟南。但不久，兗州、濟寧即為解放軍攻占，濟南、臨沂、青島成為國民黨軍在山東的三個孤立的據(jù)點。8月間，統(tǒng)帥部獲得了解放軍積極備戰(zhàn)的情報，指示濟南守軍“增強守備力量，確保濟南，控制強有力的預備隊，采取機動防御，加大圍攻濟南共軍的死亡，削弱其力量，爾后再配合進剿兵團內(nèi)外夾擊，打敗共軍”,并令徐州“剿總”副總司令杜聿明指揮黃百韜、邱清泉、李彌三個兵團與華野作戰(zhàn)，以解濟南之圍。杜聿明即至濟南與王耀武等會商作戰(zhàn)方案，王提出：“解放軍的作戰(zhàn)力量已大為增長，固守濟南必須調(diào)整編七十四師或整編八十三師來增防，否則沒有把握?！痹谕跻涞膱猿窒拢Y介石為加強濟南防務，于8月26日決定命令正在蘇北作戰(zhàn)的整編第八十三師到徐州集中，準備空運濟南。是日，國防部第三廳廳長郭汝瑰到濟南視察防務，他向王耀武表示，如果共軍進攻濟南，國防部可于十天內(nèi)空運八十三師到濟南增防。但后來劉峙擔心徐州一帶兵力削弱，向蔣要求先向濟南運輸彈藥、裝備，暫緩運輸八十三師，因此，在戰(zhàn)前僅向濟南運到該師的第十九旅^[1]。
濟南是國民黨軍重兵設防、筑有堅固工事的城市，解放軍從未攻擊過這樣堅固設防的大城市，而徐州又有國民黨軍的三個精銳兵團，因此，攻濟打援是一場嚴峻的戰(zhàn)役。為了保證戰(zhàn)役的勝利，解放軍統(tǒng)帥部和前敵將領對戰(zhàn)役進行了深入的研究和精心的部署，并作了最壞的打算。毛澤東曾指示：“整個戰(zhàn)役應爭取一個月左右打完，但是必須準備打兩個月至三個月，準備對付最困難的情況，并以此作為一切部署和工作的主要的出發(fā)點?！?sup>[2]華東野戰(zhàn)軍于8月20日在曲阜舉行前委擴大會議，東西兩兵團將領一起會商攻擊濟南的作戰(zhàn)計劃。會議期間，中央軍委又于8月22日提議華野“在申刪(9月15日——引者)以前完成有關攻城及打援的一切準備工作，申刪左右開始攻城，御援及打援部隊申刪以前進入指定陣地”^[3]。8月31日，粟裕、譚震林、陳士榘致電中央軍委，報告了華野關于濟南戰(zhàn)役的作戰(zhàn)方案，“以攻占濟南為唯一目的，并求殲援敵之一部”,對攻城和打援作了機動靈活的部署。^[4]9月2日中共中央軍委批準了華野的作戰(zhàn)部署。同日，華東野戰(zhàn)軍司令部即發(fā)出濟徐作戰(zhàn)預備命令：“a.組成北線攻城集團。以原東兵團之九縱、十三縱、渤?？v隊共二十四個團為攻城之東兵團，由許、王直接指揮(由東及東南向濟南攻擊);原西兵團之三、十縱及魯縱共十九個團(由西及西南向濟南攻擊),歸十縱宋司令、劉政委指揮，組織成為攻城之西兵團。該兩攻城兵團統(tǒng)歸許世友司令、王建安副司令統(tǒng)一指揮，擔任圍攻濟南，并應首先攻占濟南城西南郊飛機場、辛莊兵營及濟市東郊及東南郊外圍陣地，后協(xié)同向縱深發(fā)展，攻殲濟南守敵，奪取濟南。具體部署由許司令、王副司令決定。b.以原西兵團之一、六、四、八、(中野)十一縱隊(屬中野建制，當時歸華野指揮——引者),原東兵團之七縱隊及蘇北兵團之二、十一、十二縱隊(欠三三、三四兩旅)并冀魯豫軍區(qū)之獨立第一、第三兩個旅，魯中南之四個基干團共七六個團(原文如此，當系七十六個團——引者),組成南線阻援打援集團，負責阻援打援，保障攻城作戰(zhàn)之完全勝利?！?sup>[5]預定9月15日前后發(fā)起戰(zhàn)役。
當時，粟裕考慮到王耀武指揮較有才干，徐州一線國民黨軍兵力還相當強大，可能迅速增援。而華野西兵團七個縱隊自睢杞戰(zhàn)役后，部隊極不充實，尤其干部傷亡太大，至今無法補充。因為戰(zhàn)斗激烈，傷亡嚴重，團以下干部存在害怕犧牲的“保命”思想，戰(zhàn)斗力受到影響，需要多做政治鼓動工作。東兵團則養(yǎng)精蓄銳，戰(zhàn)力比較充實。為保證攻濟戰(zhàn)斗有充分的時間，華野以總兵力的44%弱，約十四萬人組成攻城兵團，而以總兵力的56%強，約十八萬人組成阻援、打援兵團。在進行戰(zhàn)役部署期間，許世友于8日曾向粟?！敖ㄗh將攻濟西兵團之兩個縱隊中抽一個縱隊至鐵路以東，以便集中兵力”。但粟裕則認為“總以能迅速攻占飛機場為第一步作戰(zhàn)目的”,以便斷絕敵軍空援，因而要求東兵團的第十三縱隊“協(xié)同魯中之四個團，沿津浦路東向黨家莊、鳳凰山、七里山之線攻擊，以協(xié)助三、十縱達成迅速攻占飛機場之任務”^[6]。11日，許世友致電中央軍委，雖然接受了既定的部署，但仍批評當前部署“我們兵力不集中，沒有重點的使用”^[7]。為此，中央軍委復電許世友，指出：“此次作戰(zhàn)部署是根據(jù)軍委指示決定的”,解釋了攻城和打援部署的原因，并著重指示說：“至于攻城部署應分兩階段，第一階段集中優(yōu)勢兵力攻占西面飛機場，東面不要使用主力，此點甚為重要，并應迅即部署?！避娢鞔_指示：“整個攻城指揮，由你們擔負。全軍指揮，由粟裕擔負?！?sup>[8]
正當華野部署攻濟之際，不確定地獲悉國民黨軍第八十三師一個旅已增調(diào)濟南，一度對攻濟部署產(chǎn)生疑慮。華野原來獲得的情報，濟南守軍僅七個正規(guī)旅，現(xiàn)增加八十三師一個旅，以及由保安旅改編為正規(guī)旅的第七十四師第五十七旅，實際應為九個正規(guī)旅的兵力。當時，攻濟部隊處于主動地位，又有后方根據(jù)地的強大支持，可以采取機動靈活的部署，所以，中共中央軍委經(jīng)過分析，指示攻濟前敵將領說：“只要你們在八十三師加到濟南后，仍有把握奪取飛機場及在濟市外圍殲敵一部，你們?nèi)砸园凑赵媱澃l(fā)動攻濟，并在徐、濟間準備打援為適宜，只要你們能在飛機場及其附近殲敵二個旅左右，則濟市之敵等于沒有增加。除非你們對奪取飛機場及在濟市外圍殲敵二個旅左右業(yè)已完全無把握，那就只好根本放棄攻濟計劃，而另作其他計劃。但即使如此，亦不妨試攻一次兩次，假如試攻無效，對我亦無大損失。”^[9]
國民黨軍在濟南的總兵力有十一萬，第二綏靖區(qū)司令官王耀武為對付解放軍的進攻，將濟南分為東西兩個守備區(qū)，守備重點置于飛機場的以西以南，以整編七十三師師長曹振鐸為東地區(qū)指揮官，以整編九十六軍軍長兼八十四師師長吳化文為西地區(qū)指揮官。9月10日以后，解放軍向濟南外圍運動。濟南形勢吃緊。14日，王耀武到南京求援。統(tǒng)帥部見解放軍攻濟征候明朗，才下令開始空運第八十三師。然而，這時候八十三師已為徐州剿總調(diào)往豐縣、魚臺。15日，王耀武面見蔣介石，要求增援，同時指出過去政府軍對解放軍阻援力量估計得太小的教訓，認為：“如濟南被圍攻，陳毅部的主力極可能布置于兗州、濟寧及其以北的地區(qū)，阻我援軍北上。又加我軍士氣不振，增援部隊力量太小了，很難完成任務?！?sup>[10]蔣介石不得不于臨戰(zhàn)之際，改為將七十四師由徐州空運濟南，并答應準備強大部隊增援濟南。王耀武即由南京飛回濟南。同日，蔣介石命令“下令空運七十四師去濟南”^[11]。蔣介石的這一命令是下給第三廳的。濟南軍情已經(jīng)十分緊急，而統(tǒng)帥部指揮仍十分迂緩。
16日17時，在解放軍攻擊濟南前數(shù)小時，國民黨軍參謀總長顧祝同召集會議研究作戰(zhàn)。當時，北寧線戰(zhàn)斗也已經(jīng)打響，參謀部才“決定訓令衛(wèi)立煌、范漢杰，令集中力量守錦州、錦西、葫蘆島及秦皇島、山海關兩區(qū)。對于共軍攻濟南則用七十四師入濟南以求固守，然后以大軍向魯西進攻，求逐步殲敵”。16日午夜，解放軍開始攻擊濟南，17日10時，據(jù)《郭汝瑰日記》,國民黨軍統(tǒng)帥部“于總統(tǒng)官邸會報，將徐州及錦州方面之作戰(zhàn)意見報告后，總統(tǒng)均一一認可，本廳起草命令下達后，總長并約杜聿明來第三廳，由余面告總統(tǒng)之企圖，令其明日即速返徐州按指示指導作戰(zhàn)”。而七十四師自豐縣返徐州耽擱一日，至17日，第七十四師空運抵濟南僅為二千余人^[12]。即該師五十八旅一七二團七個連，不足一團兵力。顯然，國民黨軍的行動部署步步落后，不僅僅是慢了一拍。
9月15日夜，解放軍攻濟東兵團渤?？v隊占領龍山鎮(zhèn)、三官廟，主力抵達濟南東郊。16日拂曉，西兵團包圍長清，主力進至長清東南的宋村、講書院地區(qū)。東西兩兵團進迫濟南。16日夜24時，解放軍東西兩兵團向濟南外圍陣地發(fā)動全線進攻。戰(zhàn)斗十分激烈。王耀武判斷，解放軍主攻方向在西面，為保護空運機場的安全，即令整編第二師師長晏子風率總預備隊第十九旅、五十七旅向古城以西增援，策應長清作戰(zhàn)。此前，解放軍地下工作人員對濟南西區(qū)指揮官、整編第九十六軍軍長吳化文作了大量策反工作。17日拂曉，吳通過聯(lián)絡電臺向解放軍密報：“王(耀武)命晏子風率六個團于十六日夜援長清以東，望注意。晏在古城預備于十七日解長清圍?！?sup>[13]解放軍西兵團即于17日晚全殲長清守敵，并擊退晏子風一個團，各縱順利推進，濟南守軍的王府莊、藤槐樹、講書院、古城、段店、東山等據(jù)點相繼失守，保四旅放棄齊河，未奉命令偷偷渡過黃河撤至濟南近郊。
根據(jù)中央軍委和華野部署，解放軍東兵團在第一階段戰(zhàn)斗中，只是助攻部隊，西兵團則是目標飛機場的主攻部隊。但前線將士戰(zhàn)斗情緒高漲，對攻克濟南充滿信心。第九縱隊司令員聶鳳智主動挑起主攻濟南的擔子，在向各師團下達作戰(zhàn)命令時，竟將“助攻”改為“主攻”,并指示所部：“助攻不是佯攻，是真攻而不是假打。我們?nèi)σ愿?，整個戰(zhàn)役穩(wěn)有勝利把握?！?sup>[14]因此，東兵團攻擊十分猛烈。經(jīng)一夜戰(zhàn)斗，解放軍即占領了堅固設防的濟南屏障茂嶺山、硯池山。為了阻止部隊潰退，王耀武槍斃了一個營長。東郊屏障失守，東面戰(zhàn)斗比西面更為激烈，打亂了王耀武的部署，也使他對敵情產(chǎn)生了迷惑。王即令十九旅和五十七旅回調(diào)東援，并令七十三師預備隊及十九旅向解放軍反攻，企圖奪回茂嶺山、硯池山陣地，但均被解放軍擊退，傷亡慘重，不得不撤至馬家莊陣地繼續(xù)抵抗。
18日，解放軍西兵團繼續(xù)推進，用炮火控制了飛機場。國民黨軍空軍被迫停止空運第七十四師增援部隊。17日夜，解放軍西兵團已逼近吳化文部陣地。吳化文原屬西北軍系統(tǒng)，在國民黨軍中是雜牌軍，在解放軍的策反下，有起義的愿望。18日凌晨，濟南中共市委交通員李如剛趕到吳部，傳達解放軍要求：“當前方部隊接觸時，貴軍應迅速后撤集結(jié)。”但吳化文尚在動搖之中，回避撤出陣地，要求在原地集結(jié)，請解放軍轉(zhuǎn)向商埠進攻。策反工作進入極為緊張復雜的階段，因此，西線戰(zhàn)斗一度比較沉寂^[15]。由于吳的拖延，妨礙了解放軍的推進，18日夜11時，解放軍西兵團向吳化文部簸箕山陣地實施炮擊，施加軍事壓力。經(jīng)過地下工作人員的努力，吳化文終于下了決心，于19日晚召開軍官會議，全軍兩萬余人宣布起義，撤出陣地。西兵團乘勢全部占領了飛機場，并控制了商埠以西地區(qū)。
吳化文部起義使?jié)系姆烙霈F(xiàn)了巨大的漏洞。戰(zhàn)局嚴重惡化，王耀武張皇失措，對防守濟南完全失去了信心。他一方面調(diào)整部署，收縮陣地，一方面分電蔣介石、劉峙：“吳化文部投共，濟南腹背受敵，情況惡化，可否一舉向北突圍?！?0日凌晨，蔣介石命令王耀武堅守待援，并說：“我已嚴令援軍星夜前進，以解濟南之圍。”^[16]王即將外圍部隊調(diào)入內(nèi)城，以內(nèi)城為主，固守待援。
20日晚，西兵團從南、西、北三面向商埠進攻，21日突入商埠，展開巷戰(zhàn)。王以自己指揮過的七十四師空運至濟南的部隊，扼守原綏區(qū)司令部駐地郵政大樓，在22日商埠被解放軍占領后，仍頑強死守，血戰(zhàn)至23日，被解放軍殲滅。22日夜，東兵團向外城發(fā)起攻擊，至23日予以占領。國民黨軍退守內(nèi)城。至此，解放軍戰(zhàn)局進展十分順利，為了不給濟南守敵以喘息機會，23日晚，解放軍東西兩兵團同時向內(nèi)城發(fā)起總攻。東兵團第九縱隊向城東南突擊，遭到敵第十五旅的頑強阻擊，三次攻擊均遭失利，傷亡嚴重。司令部不能不考慮是否撤出戰(zhàn)斗，調(diào)整部署后繼續(xù)攻擊。前線指揮員經(jīng)過研究，決心重新組織火力，再次突擊。24日2時25分，解放軍第九縱隊第七十三團終于英勇地突入內(nèi)城，轉(zhuǎn)入巷戰(zhàn)。不久，西兵團第十三縱隊也從坤順門突擊成功。是日晚9時，解放軍完全占領濟南，濟南戰(zhàn)役勝利結(jié)束。王耀武化裝潛逃，至壽光縣，被解放區(qū)公安戰(zhàn)士查獲。
濟南戰(zhàn)役進行過程中，杜聿明企圖等待解放軍攻城部隊遭到嚴重殺傷后，再率援軍北進，夾擊戰(zhàn)力衰竭的解放軍，所以，計劃于解放軍攻擊濟南后第五天令部隊出動。他對解放軍的攻堅能力顯然大大低估了。濟南局勢急轉(zhuǎn)直下，杜聿明在蔣介石的嚴令下，不得不提前北進。但解放軍阻援部隊已嚴陣以待，杜聿明部推進十分小心，加上天雨路滑，每天僅前進數(shù)公里。濟南很快失守，迫使杜聿明急忙率部回撤，以免受到解放軍打援部隊的攻擊。
解放軍以14萬人的攻城部隊，對國民黨軍十一萬人的守城部隊，在兵力上并無優(yōu)勢可言，但僅經(jīng)過八天戰(zhàn)斗，就攻下了國民黨軍長期經(jīng)營、堅固設防的濟南，這給解放軍各部隊以巨大的鼓舞，對國民黨軍的士氣也予以嚴重的打擊。濟南戰(zhàn)役的勝利，構(gòu)成了解放軍戰(zhàn)略決戰(zhàn)勝利的前奏。戰(zhàn)后，蔣介石對美國顧問巴大維表示，他“對濟南之戰(zhàn)的結(jié)局深表失望”,“該城失陷實出意料之外”,“必須研究中國的戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)以及野戰(zhàn)部隊的組織與訓練，藉使在濟南所犯的錯誤不致重復”,“過去不惜任何犧牲以堅守強固據(jù)點或主要城市的老戰(zhàn)略，必須改變”^[17]。然而，蔣介石焉有回天的靈丹妙藥？