9月16日 华东野战军举行济南战役 : 豫东战役和津浦路中段战役胜利后,华东战场出现了有利于华东野战军内外线兵团集中作战的形势。8月10日,华东野战军粟裕、、陈士榘等致电中央军委提出了下步作战的3个方案。8月12日,中央军委复电同意实行攻济打援的作战方案,并指出作战结果预计有三种可能:第1,打一个极大的歼灭战,即既攻克济南,又歼灭大部分援敌;第2,打一个大的歼灭战,即攻克济南,又歼灭一部分援敌,第3,济南既未攻克,援敌又不好打,形成僵局,只好另寻战机。中央军委8月28日,再次致电华东野战军代司令员、代政委粟裕,强调指出:“此役关系甚大,战役计划应以能对付最坏情况为根本出发点”。准备用20天到2个月的时间完成战役任务;鉴于济南能否攻克,取决于时间,而取得时间则决定于能否阻住援敌并歼灭其一部,因此在兵力使用上,应以一部兵力真攻济南,集中最大兵力于阻援与打援方向。整个攻济打援战役由粟裕统一指挥,攻城部队统由山东兵团司令员许世友、政委谭震林指挥。
济南是山东省省会和津浦、胶济铁路的交会点,是国民党军借以撑持其华北残局的战略要地之一,也是其残存于山东腹地的一个坚固堡垒。它北靠黄河,南倚泰山。守军为国民党军第2“绥靖”区司令王耀武部。总兵力为9个正规旅,5个保安旅,以及特种兵部队等,约11万人。王耀武在济南构筑了三道防御阵地,划分成东西两个守备区。以济南内城为核心防御阵地,以外城和商埠为基本阵地,以济南外围县镇及制高点构成外围阵地。以整编第73师,保安第6旅等3个旅,防御东守备区;以整编第96军、保安第3,第8旅等8个旅防御西守备区;以第19、第57旅等部为预备队;另以保安第4旅等部守备外围警戒阵地。蒋介石企图通过坚守济南,杀伤消耗我军有生力量,再以其集结在徐州地区的3个兵团17万人适时北援,与我会战。
华东野战军代司令员兼代政治委员粟裕遵照中央军委的指示和要求,将参加济南战役作战的部队组成攻城、打援2个兵团。以参战总兵力的44%,共计6个半纵队,并配属特种兵纵队大部及地方武装一部约14万人组成攻城集团。由山东兵团司令员许世友、华东野战军副政治委员兼山东兵团政治委员谭震林、副司令员王建安统一指挥。攻城兵团区分为东、西集团,从两面对济南实施钳形突击。东集团以第9纵队、勃海纵队及勃海军区一部兵力组成。西集团以第3、第10、两广纵队和鲁中南纵队一部及冀鲁豫军区一部兵力组成。以第13纵队当攻城预备队。以特纵炮1团(欠1个营)、炮3团(欠2个连)及各纵队炮兵团组成东、西两2个炮兵群,支援攻城作战。攻城兵团将攻击重点指向济南城西部,求得首先占领和控制飞机场,断敌空运,尔后东、西两个集团协力攻取城区。以参战总兵力的56%,共计8个半纵队,配属特种兵纵队一部及地方武装,约18万人组成打援、阻援兵团,由野战军司令部直接指挥。其中,以第4、第8纵队及冀鲁豫军区独立第1、第3旅组成阻援集团,在运河以西之金乡、巨野、成武地区阻击可能由徐州方向增援之敌军。以第1、第6、第7纵队、中原野战军第11纵队及苏北兵团第2、第12纵队及鲁中南纵队一部,组成打援集团,于运河以东济宁、腾县地区,待机歼灭北援之敌。战役发起前,各部队进行了充分的军事、政治等方面的准备,山东各级党政机关,组织了严密的支前工作。
16日晚,攻城集团从东西两面向济南敌军发起攻击,迅速突破了济南外围防线。守城之国民党军原判断解放军的主攻方向在西,因而我军发起攻击后,即将其预备队第19、第57旅调至城区以西。由于我军东集团第9纵队一举攻克了敌人自夸能坚守半个月的东部屏障,从而令王耀武极为震惊,又将其调到城西的预备队东调,并以整73师第15旅及空运刚到的整74师一部向东突施反击。随后,又将机场以西整21师第21旅调入商埠加强城防。18日,西集团趁敌阵脚大乱,迅速向前推进,歼整84师一部,并以炮火控制机场,中断了济南的空运联系。19日晚,整96军军长吴化文率3个旅2万余人举行战场起义。
我军高速度的进攻和吴化文部的起义,严重动摇了敌人坚守济南的信心。王耀武遂打算弃城突围,但蒋介石却令其死守待援,于是王耀武再次调整部署,将其主力撤入城内固守核心阵地,以3个多旅防守商埠。攻城兵团遵照中央军委和野战军关于不给敌人喘息时间的指示,令东、西集团加紧进攻。20日黄昏,西集团对商埠发起攻击,经激战,第3纵队歼灭了“绥靖”区司令部守军,第10纵队全歼车站守军装甲营及青年教导总队残敌,至22日中午占领商埠,,共歼守军2万余人。敌以为我攻占商埠后,需经3、4天准备才能攻城,于是一面求援,一面加修工事,调整部署。但我攻城部队于当日18时就对济南外城发起攻击。至23日,东、西集团经连续奋战,占领外城大部,进逼内城。
蒋介石眼看济南危在旦夕,除继续令王耀武坚守外,严令督促徐州附近之第7、第13、第2兵团火速北上增援。为阻挡解放军的攻势,蒋还令空军对我军攻占的市区进行狂轰滥炸。23日晚,攻城部队为迅速彻底消灭敌人,减轻人民群众的损失,对济南内城发起了总攻。东、西集团在炮火掩护下,经过浴血奋战,相继突破城垣。不甘灭亡的敌军仍旧依托坚固的城垣阵地和市区内的巷战工事进行顽抗。24日凌晨,第9纵队第25师第73团,运用炮火、爆破、突击紧密结合的手段,经激战,终于突破了城东南角,率先攻入内城。继之,第13纵队主力由城西南角突入。后续部队也纷纷突入城内,直插纵深。王耀武见大势已去,即化装潜逃,守敌更加混乱,至黄昏被我全歼。由徐州北援之敌,虽经蒋介石再三督促,但慑于华东野战军打援集团严阵以待,兵力强大,顾虑重重迟迟不进。直至9月24日我攻克济南后,敌第7、第13兵团尚未行动,正在集结之中。进至城武,单县地区的敌第2兵团闻悉济南失守,即仓皇回撤。
济南解放后,菏泽、临沂、烟台等地的国民党军,恐其被歼,先后弃城逃跑。济南战役从9月16日发起至24日结束,共歼灭国民党军10.4万余人(内2万人起义),俘国民党军高级将领23名,化装潜逃的国民党军第2“绥靖”区司令王耀武和副司令官牟中衍及国民党中委、山东省党部主任庞镜塘,亦被民兵捕俘。济南是一座拥有70万人口的城市,并经过国民党军长期设防。该城的攻克,严重地打击了国民党军据守大城市的信心,锻炼并提高了人民解放军攻坚作战能力。同时还使华北、华东两大解放区连成了一片,从而为华东野战军下一步南下会同中原野战军进行淮海战役造成了极为有利的形势。华东野战军第9纵队第25师第73团,在济南战役中,英勇奋战,首先登上城头,打退守敌多次反扑,率先攻入城内,打开了部队向纵深发展的道路,由于战功卓著,1948年9月24日,中央军委授予该团“济南第一团”荣誉称号。9月30日,新华社发表了《庆祝济南解放的伟大胜利》的社论。