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一更天，月似镰，俺娘看俺看得严。
二更天，月光明，心里有话说不清。
三更天，月中天，跟你跟到沂河干。
四更天，月昏昏，收下麦子就提亲。
五更天，月如灯，苦死也埋一个坑。
……
地处温带地区的中国农民对四季和时辰的变化异常敏感。他们对春种秋收更迭交错注入了太多的生活期待，祖祖辈辈的二更情暖、五更月寒的情感传承让他们既多愁善感又坚忍不拔。
本是春播的时节，三更月最亮五更霜更浓，催耕鸟叫得满山满谷清翠欲滴。可是，一九四七年春天，山东腹地的翻身农民们却心慌意乱：今年不但地种不上，还要拉着孩子背着老娘去跑反了。
山东解放区首府临沂已岌岌可危。
虽然国民党军在宿北和鲁南的进攻受到挫折和打击，但始终没有放弃与山东和华中野战军决战的企图。在鲁南战役尚未结束的时候，国民党军趁陈毅、粟裕部无暇南顾，大举向共产党兵力薄弱的苏北地区进攻，至一月二十六日，国民党军占领了苏北解放区的大部，并将战线推进到陇海路一线。国民党军认为，以损失二十多万兵力的代价，占领物产丰富的苏皖地区，并将陈毅、粟裕部全部挤进山东境内，完全可以视为“战略上的胜利”。山东和华中野战军在连续作战后必定伤亡巨大，所以在占领陇海路两侧的军事要点时，国民党军并没有遭到剧烈的抵抗。于是，参谋总长陈诚断言：“国军部队虽略受损失，但就全盘战局而言，实属莫大之成功。”
此时，由于陈毅、粟裕部主力全部集结在山东解放区首府临沂附近，国民党军因此判断，“共军大势已去”，很难再实施回旋作战，只剩下死守临沂这一条路了。蒋介石严令要一鼓作气，迅速在山东境内与共产党军队决战，不但要占领临沂，还要完全占领山东解放区，以彻底平定山东战事。为此，国民党军决心发动一次以夺取临沂为目标的“鲁南会战”。为了会战成功，陈诚亲自前往徐州坐镇督战，宣称：“这次会战关系重大，党国前途，剿匪成败，全赖于此。只许成功，不许失败。”
国民党军调集了十九个整编师（军）共四十九个旅近三十万人，其中直接围攻临沂的部队达十一个整编师（军）共三十个旅。北线部队，由第二绥靖区副司令官李仙洲指挥，兵力三个整编师（军）共九个旅，自明水、周村、博山南下，攻击莱芜、新泰和蒙阴一线，目标直指山东解放区的后方基地。南线部队，由整编第十九军军长欧震指挥，兵力八个整编师（军）共二十一个旅，自台儿庄、新安镇和城头一线分三路向北攻击临沂。其他八个整编师（军）担负陇海、津浦和胶济铁路沿线的守备。同时，国民党军还从冀南、豫北战场抽调了四个整编师（军）集结于鲁西南地区，预备鲁南会战开始后，阻击刘伯承、邓小平的晋冀鲁豫野战军增援，或者是陈毅、粟裕部主力从临沂向西撤退。
一月二十八日，徐州绥靖公署下达作战命令。两天以后，欧震指挥的八个整编师（军）分三路开始大举进攻。国民党军攻击部队吸取了以往被共产党军队突袭分割的教训，采取集中兵力、稳扎稳打、齐头并进和避免突出的战法；而在兵力部署上，采取“烂葡萄里夹硬核桃”的战术，在三路攻击部队中，每一路中都有一个精锐的主力师作为骨干，大兵力谨慎地滚动前进，每天推进的行程不超过十公里。陈诚认为，如此庞大的兵力是陈毅和粟裕根本无力阻挡的，他对部下说：“即使全是豆腐渣，也能撑死共军！”
为了保卫临沂，陈毅、粟裕部主力在奋力阻击的同时，曾命令三纵“从正面坚决抗击中路之敌”，企图诱使“敌之左右两路突出，以利我寻歼其中的一路”。但是，欧震不但没有冒进，在发现陈毅、粟裕部的意图后，左右两路部队反而立即向中路靠拢，甚至停止前进就地修筑防御工事。敌人这种极端的小心翼翼，使得陈毅和粟裕始终没能寻找到化解危急的机会，甚至在如何部署阻击上都感到万分棘手。南线的国民党军占领了郯城、码头镇、重坊一线后，欧震接到的作战命令是：“分别包围歼灭奸匪主力于李家庄（位于临沂东南）以南、沭（沭河）沂（沂河）两河畔地区。”
国民党军南线部队逐渐靠近了临沂。
欧震之所以采取这种稳健的攻击方式，意图十分明显：既然是南北两线夹击，北线部队目前距临沂战场尚有一段距离，而只有等待北线全面逼近之后，决战的态势才可能形成。目前，对时间的流逝感到焦虑的只能是共军而不是国军。
北线李仙洲的部队推进很快，二月四日，其先头部队占领临沂西北方向的莱芜。
以保卫与争夺山东解放区首府临沂为核心的生死决战已经迫在眼前。
就决战于临沂城下而言，无论是从正规军的兵力、一线作战部队的武器装备和双方所处的战场态势上看，陈毅、粟裕部都处于劣势。一旦死守硬拼，不但双方都将血流成河，而且陈毅和粟裕胜算的几率不容乐观。
此时，陈毅、粟裕部已完成两军合一的整编。
整编后的华东军区和华东野战军的编制是：
华东军区：司令员陈毅，政治委员饶漱石，副司令员张云逸，副政治委员黎玉，参谋长陈士榘，政治部主任舒同。华东军区辖苏中、苏北、胶东、渤海、鲁中、鲁南六个二级军区以及华东军区直属的两广纵队和华东军政大学。总兵力三十万人。
华东野战军：司令员兼政治委员陈毅，副司令员粟裕，副政治委员谭震林，参谋长陈士榘，政治部主任唐亮。华东野战军编为十一个步兵纵队和一个特种兵纵队。步兵纵队采取“三三制”的编制，即每个纵队辖三个师，每个师辖三个团：第一纵队：司令员兼政治委员叶飞，辖第一、第二、第三师和独立师；第二纵队：司令员兼政治委员韦国清，辖第四、第五、第六师；第三纵队：司令员何以祥，政治委员丁秋生，辖第七、第八、第九师；第四纵队：司令员陶勇，政治委员王集成，辖第十、第十一、第十二师；第六纵队：司令员王必成，政治委员江渭清，辖第十六、第十七、第十八师；第七纵队：司令员成钧，政治委员赵启民，辖第十九、第二十、第二十一师；第八纵队：司令员王建安，政治委员向明，辖第二十二、第二十三、第二十四师；第九纵队：司令员许世友，政治委员林浩，辖第二十五、第二十六、第二十七师；第十纵队：司令员宋时轮，政治委员景晓村，辖第二十八、第二十九师；特种兵纵队：司令员陈锐霆，政治委员张藩，辖榴弹炮团、野炮团、骑兵团、工兵团、战车营和汽车大队。另外，华东野战军第十一、第十二两个纵队，下辖四个旅，留在苏皖地区打游击。整编后的华东野战军总兵力二十七万五千人（不含第十一、第十二纵队），这个数字是内战爆发时山东和华中两地兵力总和的两倍多。
在后来规模巨大的战争中具有重要地位的陈粟大军由此形成。
一九四七年初，刚刚组建的华东野战军必须面对这样的现实：由于歼敌的时机迟迟不出现，敌人从南北两面夹击推进，大军已经逼近临沂城下，下一步如何作战令陈毅和粟裕感到了巨大的压力。
二月四日，中央军委来电，电报提出一个惊人的建议：为了争取作战主动权，必要时可放弃临沂：“敌愈深进愈好，我愈打得迟愈好；只要你们不求急效，并准备于必要时放弃临沂，则此次我必能胜利。目前敌人策略是诱我早日出击，将我扭打消耗后再稳固地进占临沂，你们切不可上当……”
“必要时放弃临沂”，并且“敌愈深进愈好”，无论当时还是现在看，这都是一个令人惊奇的建议，这一建议最典型地体现了毛泽东的战略思想。共产党军民对解放区的向往和追求刻骨铭心，自两淮失守苏皖解放区全部丢失之后，如果山东解放区首府临沂再被国民党军占领，华东军民的家园和归宿将在何处？但是，“敌愈深进愈好”，这又让人蓦然回想起共产党领导的军队无数次诱敌深入的成功战例，而无论是陈毅还是粟裕，都曾是诱敌深入后“运动待机、各个击破”战略战术的亲身实践者。
陈毅和粟裕发现：欧震的南线部队密集推进，谨慎缓慢；北线李仙洲的部队却孤军冒进，快速深入。虽然第二绥靖区司令官王耀武心存顾虑，但在蒋介石和陈诚的一再催促下，李仙洲率领的三个整编师（军）在占领莱芜后，继续强行向南，四日占领颜庄，六日占领新泰。由于深入到解放区内部作战，国民党军开始尝到种种苦处。莱芜地区的共产党地方政府组织起十万百姓，对国民党军必经的交通线进行了大规模的破坏——老百姓虽不能与国民党正规军作战，但他们把自家门前的道路破坏掉是轻而易举的事——连续七个昼夜，老百姓采取了分段包干的办法：“敌人在哪里修，就在哪里破；敌人修到哪里，就破到哪里；敌人白天修，我们晚上破。”由于交通线中断，李仙洲的部队越往解放区内部走补给越困难。王耀武命令粮食就地补充，弹药各部队自己负责运输，道路遭到破坏也由各部队自己修复——恶性循环由此开始：就地补充粮食，无疑就要向当地百姓征集或者抢夺，这再次加深了百姓对国民党军队的愤恨，结果道路被破坏得更加彻底了，直至让国民党军根本无法修复。而让各部队自己解决所有的困难，导致部队前进的速度开始放慢。李仙洲不断地向王耀武诉苦，王耀武只得派出三个师的兵力专门维护从吐丝口至莱芜、颜庄、新泰的漫长的补给线。
北线的国民党军走成了首尾不能相顾的一字形。
对于陈毅和粟裕来讲，战机终于出现了。
捕捉北线的战机就意味着：秘密移动北上，集中优势兵力，出其不意，歼灭北线的国民党军一部甚至大部，以瓦解敌人南北夹击的态势，消除来自侧后方的威胁。然而，前提是必须放弃临沂。
这个不惜打烂家里坛坛罐罐的决定，对于解放区内的翻身农民们来讲，是一个巨大的打击，因为他们必须承受家园被毁的一切后果。
鲁南的初春，形势动荡，人心浮动。
一个已经投诚的前国民党军将领再次倒戈。
郝鹏举，时年四十四岁，河南阌乡（灵宝）人。一九二二年参加河南督军冯玉祥的部队，曾任冯玉祥的机要传令员。一九二六年被派往苏联的基辅军官学校和莫斯科炮兵学校学习。回国后，先后任开封西北军官学校上校大队长和第二十五师炮兵团长。一九三〇年，蒋介石、冯玉祥、阎锡山之间爆发中原大战，这个二十七岁的年轻军官第一次倒戈，背叛了培植他的冯玉祥投靠蒋介石。当冯玉祥的部队被蒋介石收编后，他被任命为由西北军改编的第二十五路军少将参谋处长。抗日战争爆发后，他又投奔了在西安的胡宗南，靠着“聪明机灵，能说会道”，很快当上了第二十七军参谋长。国民党军在对日作战中一再失利，一九四一年，自感前途渺茫的郝鹏举索性到南京投奔了汪精卫伪政府，先后出任伪军第一集团军参谋长、汪伪政府训练部次长等职。但是，随着日本战败趋势的日益显现，郝鹏举又一次重新考虑自己的未来，在投奔蒋介石还是投奔共产党两条路之间徘徊不定。
日本宣布投降后，国民党为扩充军力大量收编伪军，蒋介石任命郝鹏举为新编第六路军总司令，虽然他对蒋介石存着巨大的戒心，并依旧暗中与共产党人保持着联系，但蒋介石的任命究竟还是让他喜出望外。可是，不久之后他便发现，虽然他又送汽车又送金条，蒋介石的嫡系们还是对他和他的部队态度傲慢，常常以“惩办汉奸”的口气敲诈勒索，不但克扣他们的军饷，甚至连武器弹药也拒绝补充。更让他感到岌岌可危的是，一九四五年秋，他的部队被调到津浦铁路沿线，成为与共产党军队作战的前锋，而这无异于让他这种国民党军中的杂牌军变为炮灰。一九四六年一月，在共产党人的军事压力下，甚至是在陈毅将军亲自晓以利害下，郝鹏举率国民党军新编第六路军两万人投奔了共产党。他的投诚引起很大反响，陈毅曾说：“历史上国民党军队起义到我们这边来，比较大的有两次，第一次是一九三一年十二月十四日赵博生、董振堂领导的宁都起义，大约一万多人；第二次是不久前高树勋在邯郸的起义，也是一万多人。这次郝鹏举起义的人数最多，他自称两万人，我看至少也有一万七八千。”
虽然已经背离了国民党军，但郝鹏举始终把自己的部队当成一份“财产”，一个与人民的军队“平起平坐”的特殊团体。他一面公开宣传自己决心和共产党人一起“为争取民族独立民主自由而奋斗”，甚至还公开说他拒绝了蒋介石给他送来的第四十二集团军总司令的职务——“我今天给了蒋介石一个响亮的耳光！”但同时，因为害怕共产党在落实国共签署的整军方案时，对他的部队进行整编，所以又在官兵中煽动对共产党的不满，要求他的部队“官不离兵，兵不离官；总司令不离全体，全体不离总司令；弹不离枪，枪不离身，动我们一人，就全体自杀”。一九四七年一月，在国民党军向苏北解放区和山东解放区大举进攻之际，徐州绥靖公署主任薛岳派人给郝鹏举送来了国民党军第四十二集团军司令官兼鲁南绥靖分区司令官的头衔，诱劝他“立即正反，迅速占领房山至沭阳一线，配合由宿迁北上的国军，共同围剿苏北共军，建立奇功，报效国家。否则共军北撤，必将全力解决你们。深望切勿坐失良机，以免后悔”。郝鹏举终于动摇了，他认定这回共产党军队连同他们的解放区都会被国民党大军铲除干净，这个时候自己再不改换门庭就来不及了。一月二十六日晚，他率部进入国民党统治区。当时鲁南战役刚刚结束，蒋介石认为郝鹏举的举动足以抵消国民党军在作战中的损失——“还军于国”，“月缺重圆”。但是，准备领赏的郝鹏举立即发现，他在国民党军中地位更加低下了。参谋总长陈诚轻描淡写地告知他，答应他的第四十二集团军番号仅仅是个“号召”，“因为国军的战区和集团军番号均已取消”。所以，他只能“用鲁南绥靖分区司令的名义指挥”部队。接着，陈诚命令他立即参加与华东野战军在山东的决战。
就在陈毅和粟裕已经决定放弃临沂的时候，一九四七年二月六日，华东野战军二纵发起了围歼郝鹏举北进部队的战斗。战斗进行得果决而迅猛，到第二天结束战斗时全歼郝鹏举的两个师，俘敌六千多人。战斗发生的时候，虽然围绕在华东野战军周围有国民党十几万大军，但是没有任何一支部队来援救郝鹏举。他从战场上狼狈溃逃时几次从马上摔下来，直至把脚摔坏了。走投无路的时候，他脱下军装，换上了百姓的衣服，当他准备派人向陈毅乞降的时候，被二纵官兵包围了，那一刻他大喊：“我的脚痛，请原谅我不能起来。你们辛苦了！我早就说不打了，打什么呢？”
解放区军民准备撤离临沂前夕，郝鹏举被押到陈毅的面前。他抢先说自己“万分对不起人民，对不起军长”。陈毅厉声道：“从你叛变到被俘，前后仅十一天，这证明了干民主事业的需要有为人民服务的自我牺牲的革命精神，凡投机取巧必致身败名裂，最后难逃人民的惩罚，你就是一个投机取巧的示范，这是第一；又证明了一支旧式的军阀部队不经过彻底改造，绝不能担负伟大的民主斗争任务，这是第二；又从事实上证明从美帝国主义到蒋介石到陈诚、薛岳等人惨败之余，转而求之于你郝鹏举去参加，你们之间的关系太丑恶了，因而力量是更腐朽了，故不堪一击，又证明了中国人民的力量基于正义和爱国自卫，故名正言顺，力量伟大，一出手你们就纷纷落马，这是第三。”谈话结束的时候，陈毅告诉郝鹏举：“你既然到了此地，一切应由人民处理。”郝鹏举大喊：“我对不起人民！对不起军长！”
延安《解放日报》称：“郝鹏举是中国军阀中著名的反复无常的一个。”
不久之后，当山东的敌情进一步严重，中共华东局决定将之前历次战役中被俘的国民党军高级军官全部北撤时，为防止意外，负责押送的干部在没有得到上级批准的情况下将郝鹏举处决了。
郝鹏举就这样在一片漆黑的无名野地里结束了他的一生。
他是解放战争中第一个也是最后一个被俘后被处决的国民党军将领。
事后中共中央追查此事，陈毅主动承担了责任。
二月十日，华东野战军第一、第四、第六、第七、第八纵队分三路从临沂地区秘密北上，位于胶东的第九纵队和位于渤海的第十纵队也开始向莱芜方向开进，全部主力预定十六日前到达莱芜、新泰地区集结。同时，由野战军参谋长陈士榘指挥的第三纵队和刚刚打完郝鹏举的第二纵队，以及特务团、骑兵团和鲁南军区第十师共十八个团，伪装成野战军主力，在临沂以南宽大正面进行机动防御，迷惑和迟滞国民党军的南线部队。此外，地方武装奉命一路向西进逼兖州，并在运河上架桥，造成华东野战军拟向运河以西撤退的假象。
野战军主力放弃临沂北移，由于作战计划和意图不能详细对部队传达，很多官兵对避敌不战感到十分困惑。而临沂作为山东解放区首府，大批机关和政府人员也要同时撤离，原来为在南线与国民党军决战准备的粮草和弹药等大批物资，千辛万苦地转运到这里，现在这些物资还要跟随主力北上转运，路程遥远，困难重重。当部队离开后，临沂地区的贫苦百姓经受了巨大的考验，为了在国民党军到来的时候不至惊慌失措，老人、孩子、妇女不受地主还乡团的残酷报复，地方党组织事先组织农民们进行了大规模的坚壁清野——把财产和粮食统统藏起来，有的村庄甚至还进行了人员的转移演练：
打锣报警表示敌人来到了……顿时，全村响起了乒乒乓乓的关门声和上锁声。人们十分安静地列队走向预定的集合点。连小孩都没有出声，也没有婴儿的啼哭。他们在黑暗中走了大概一个小时，到达山后的一个地方。在那儿，我们与其他四个村的人相遇，一起开了一个会。主持会议的人要大家回去检查一下，留下了什么能让国民党军偷去的东西……这是一个寒冷的夜晚，那些缠足的老太太，为了躲避敌人，跌跌撞撞地在黑暗中走着；老头子则拉着他们宝贵的骡子和母牛，走在坎坷不平的狭道上……
从临沂到莱芜，直线距离一百四十多公里。鲁中山区道路崎岖，雨雪严寒中，华东野战军十几万官兵夜行晓宿，以最隐蔽的方式连续行军。沿途的地方党政部门尽全力保障着大军的食宿和交通——这是一幅官兵们从未见过的壮观景象：在蜿蜒不断的大军的两侧、身后，甚至是前面，由贫苦农民组成的几十万随军人流浩浩荡荡地向前滚动。他们推着独轮车，挑着扁担，或者是用自己的肩膀，把部队作战需要的多达亿万斤的粮草、弹药和物资全部承载起来，部队前进一步，他们便跟随前进一步。他们的家乡可能已被国民党军占领，他们的父母妻儿可能正在深山中躲避，他们的家可能已被地主还乡团挖地三尺或者放火烧毁，但是这一路上他们并不特别的牵挂，因为他们的土地、粮食，甚至娶上的媳妇生下的娃，都是共产党来了之后才得到的，他们相信只要共产党还在一切都会再有的。他们已经铁了心将自己的命运和共产党的命运联系在一起，与愿意和共产党官兵分享好日子一样，他们也心甘情愿与自己的部队一起承受苦难——生来便一无所有的他们在向战场走去的时候镇定而从容。
应该说，华东野战军如此规模的移动，是要冒行动过早暴露的危险的。一旦部队的北移被国民党军发觉，不但临沂必定不保，尚未完成北移作战部署的部队还会受到国民党军的猛烈夹击，这样的后果将比在临沂地区决战还要严重。但是，共军“主力作战略转移时，经由临沂、蒙阴、新泰、莱芜到东西山区小径，昼伏夜行，秘密前进，我空军既无法搜集，地面情报亦不易侦知，一时竟不知匪军主力所在。”——这里都是共产党解放区，解放区百姓对国民党军队守口如瓶是保守秘密的关键。
十五日，华东野战军主力秘密北进后的第五天，阻击牵制南线国民党军的部队撤出了临沂。
山东解放区首府临沂的陷落，令国民党方面大喜过望，这一事件被渲染为内战以来“最伟大的胜利”。蒋介石欣慰地说：“国军克服临沂以后，陇海路两侧军事暂时可以告一段落，以后的问题都在黄河以北了。”而被蒋介石派往徐州督战的陈诚，虽然此时已经捕捉到陈毅、粟裕部北移的风声，但他实在不愿意由此损害他攻克临沂的功绩。他在给第二绥靖区司令官王耀武的电报中说：“我军在苏北和鲁南与敌作战，歼敌甚众。敌军心涣散，粮弹缺乏，已无力与我主力部队作战，陈毅已率其主力放弃临沂，向北逃窜，有过黄河避战的企图，务须增强黄河防务，勿使其窜过黄河以北，俾便在黄河以南的地区歼灭之。”
就山东战场而言，在国民党军高级将领中，没有比王耀武更了解共产党军队的人了。他认为：国民党军在苏北和鲁南从来没有歼灭过共产党军队的“一个整师和一个整纵队”。陈毅、粟裕部虽因作战勇猛伤亡很大，但共产党军队一向补充迅速，士气旺盛。因此，陈诚所说的共军“已无力与我军主力部队作战”显然是夸大其词。况且，他已经陆续接到华东野战军北进的情报，陈毅和粟裕必定存着歼灭他的南下部队的企图。于是，王耀武没经陈诚批准就命令李仙洲收缩兵力，不得继续孤军冒进。但是，蒋介石的手谕到了，口气之大足见他受陈诚的蛊惑有多深：
匪军在苏北、鲁南地区作战经年，损失惨重，士气低落，现已无力与我主力部队作战，并有窜过胶济路、北渡黄河避战的企图。为了吸住敌人，不使北渡黄河得有喘息机会，而在黄河南岸将敌歼灭，以振人心，有利我军以后的作战，切勿失此良机，务希遵照指示派部进驻新泰、莱芜。新、莱两城各有一军之兵力，敌人无力攻下，敌如来攻，正适合我们的希望。
王耀武只得命令李仙洲继续推进——当王耀武命令部队收缩的时候，陈毅和粟裕着实紧张了一下，有部队怕走了这么远的路却让敌人逃脱了，建议追击或者截击，陈毅和粟裕因为部队尚未完成预定部署而没有采纳——蒋介石的命令让陈毅和粟裕松了一口气。
二月十九日，蒋介石在南京国民党军官训练团作了题为“剿匪战役之检讨与我军今后之改进”的演说，称“现在关内的匪军约可分为五部……此五部中，就我的观察，以陈毅一部最为顽强，训练最精，诡计最多，肃清最为困难。但自国军收复苏北攻克临沂以后，陈毅已失其老巢，就再不能发生过去一样大的作用了。”可是，就在这一天，航空侦察的情报被送到陈诚面前，他终于醒悟到华东野战军的真实意图，于是立即命令王耀武赶紧收缩部队。王耀武为了避免分散的兵力被华东野战军各个击破，命令第七十三军和整编四十六师星夜兼程紧急北撤，两军协同固守莱芜。但是，一切都晚了，华东野战军主力已于莱芜地区完成了对李仙洲部的战役包围。
首先受到攻击的，是从博山向莱芜收缩的第七十三军七十七师。十九日上午，师主力在师长田君健的率领下，沿博山至莱芜大道走到和庄附近时，突然间公路两侧枪声大作。鲁中军区警备五团首先截断了七十七师的退路，华东野战军第八、第九两个纵队同时向七十七师的行军队列展开了猛攻。七十七师慌乱中利用简易工事和村落进行顽强抵抗，并连续组织反击，但由于全师各部已被分割，七十七师很快便陷于首尾难顾的境遇中。战斗持续到黄昏，师长田君健和参谋长刘剑雄阵亡，副师长许秉涣被俘。
此战揭开了莱芜战役的序幕。
二十日晚，华东野战军向莱芜发起了全线攻击。
第六纵队负责切断莱芜守军的退路，他们攻击的目标是吐丝口镇。吐丝口位于博山、明水通往莱芜的“丫”字形公路的交叉点上，是国民党军出入鲁中地区的咽喉，设有李仙洲部的大型军用仓库，储有上百吨弹药和数十万斤粮食，驻守在这里的是国民党军第十二军新编三十六师。这个师原是伪军，对当地地形十分熟悉，配有大型火炮等重装备，因此战斗一开始便进入残酷的拉锯战中。担任主攻的六纵十六师的突击部队以偷袭的方式解决了国民党军的前沿哨兵，然后强占围墙，撕开了突破口，一个小时后先头团突入镇子。但是，由于受到地面火力的猛烈阻击和天上飞机的狂轰滥炸，突入部队无力支持又退了出来。二十一日晚，六纵十八师五十三团再次发动攻击，官兵们不畏生死地猛打猛冲，十六师的三个团也开上来，与五十三团并肩突击。天亮时，六纵占领了吐丝口镇三分之二的街区，与国民党守军形成对峙。二十二日夜，六纵以六个团的兵力向吐丝口镇发起最后的总攻，敌人发射了大量的燃烧弹和照明弹，民房一座座地被引燃，小小的镇子变成了一片火海。攻击部队从各个方向连续突击，逐条占领街道，最后把新编三十六师师部压缩在了一座关帝庙里，国民党军凭借坚固的围墙进行顽抗。
此时，由于第四、第七纵队没能及时插入颜庄至莱芜之间的预定战场，致使整编四十六师与莱芜城内的第七十三军会合。二十日晚，奉命攻击莱芜的一纵并不知道战场敌情有变，拿司令员叶飞的话讲：“原来由五个纵队担负包围李仙洲集团的任务不得不由我纵担当起来了。”一纵以迅猛的动作肃清了莱芜守军的外围据点，但随即便遭到敌人的猛烈反击。二十一日，在九架飞机的掩护下，两千国民党军向西关和北关突击，企图清除退路上的威胁，一纵官兵在血战中坚守阵地一步不退。就在一纵围困莱芜之敌的时候，身后却来了整编四十六师。面对腹背两面之敌，一纵决心抓住敌人纠缠到底，为主力的合围赢得时间。战士沙纪被敌人的炮弹炸得双目失明，他摸索着爬到正在投手榴弹的副连长身边，把自己的枪交给了副连长，然后握着手榴弹向敌人枪声最猛烈的地方冲去……直到二十一日晚上，一纵才将整编四十六师放入莱芜城。一纵以巨大的代价确保了野战军主力对莱芜的战役合围。战后粟裕说，一纵“在整个战役中起了决定作用，应算是第一功”。
根据战场敌情的变化，华东野战军立即调整部署，决定以第一、第二、第七纵队组成西突击集团，第四、第八纵队组成东突击集团，于二十三日向莱芜及以北地区的两侧发动强攻。
猬集在莱芜城内的几万国民党军犹如惊弓之鸟，军官们对或是固守待援、或是向北突围意见不一。李仙洲不断地向王耀武发去求援电报，王耀武认为根据以往的作战经验，指望援军到莱芜解围是不可能的。即使陈诚派出部队前去解围，也会在半路遭到共军的截击。那么没等援军到达，莱芜守军就会被歼。同时，莱芜守军粮弹缺乏，几万人的部队指望空投无济于事，如果弹尽粮绝，莱芜守军还是死路一条。此外，被围困在吐丝口的新编三十六师一再请求解围，但目前那个方向已无兵可派，新编三十六师的下场也很可能是被歼。分析之后，王耀武的结论是：莱芜距离北面的补给站吐丝口镇只有十三公里，既然固守莱芜极为不利，与其坐等被歼，不如突围而出，与新编三十六师会合，这样东可支援淄博，西可保卫济南，又可以解吐丝口之围，难道李仙洲的几万大军连十三公里的路都走不出去？王耀武不信。他派他的副参谋长罗幸理飞往南京，将突围部署当面送请蒋介石审定。蒋介石给王耀武回了一封亲笔信，由于预感战局不妙，口气里有了一丝悲凉：
罗副参谋长带来的信已收阅。敌前撤退如部署不周密，掌握不确实，就会受到挫折。应作周密部署，并派强有力的部队担任后尾及侧尾的掩护。固守吐丝口的新编三十六师必须坚守原阵地，以作北撤部队的依托。我当严令王叔铭指挥空军集中力量轰炸扫射，竭力掩护部队转移。并祈上帝保佑我北撤部队的安全和胜利。
李仙洲接到命令后，立即部署，决定二十三日开始北撤。
也许李仙洲心里明白，此时撤退是极其危险的举动，因为陈毅和粟裕的部队必定会在他撤退的路上等着他。但是他依旧心存侥幸，认为他的两个军总兵力并不比陈毅和粟裕部少，而且自己的火力强劲，只要动作坚决迅速，损失是免不了的，但冲出去还是有把握的——纵然共产党军队一向胃口很大，也没听说他们一口吞下过国军的两个军。
李仙洲不知道的是，企图把他全部消灭的，除了华东野战军的官兵之外，还有跟随共产党军队作战的无数贫苦农民。如果李仙洲知道此刻支持着陈粟大军的农民的确切数量，不知他还有没有勇气走出莱芜城。
战后根据有关方面的粗略统计，莱芜战役中，鲁中地区参加各种战勤的农民已达到五百万之多，而直接在战场为华东野战军提供作战服务的就有五十多万。由支前民兵组成的四十多个“子弟兵团”随军行动，由青壮年组成的战场救护队抬着一万六千多副担架和一万多辆小车，华东野战军移动到哪里，他们便一步不离地跟随到哪里。莱芜县的十万农民，已经把以莱芜为中心向南北延伸而去的数百公里的公路完全破坏，使得国民党军的坦克和汽车根本无法通行。莱芜四周所有的大路小路上，布满了民兵的岗哨，国民党军队派出的任何一支侦察部队都会落入他们之手。战后统计，仅民兵抓获的国民党军侦察人员就有近四千人。与之相反的是，莱芜战役中，仅给华东野战军带路的农民就多达八千余人，其中不少是老人和孩子，有的妇女甚至背着孩子带领部队穿越蜿蜒的山路。陈粟近二十万大军云集狭窄的歼敌地域，官兵吃饭和骡马吃草是一个大问题。在那些日子里，鲁中大地到处是石磨和碾子的滚动之声，农民们自己吃野菜，把自己家中仅有的粮食奉献出来，男女老少，村村户户，碾米磨面，昼夜不息。莱芜县朱家宅子是一个仅有一百二十户人家的小村子，但仅在一九四七年二月十五日这天，全村就摊了一千八百五十斤煎饼，烙了一千二百斤白面饼，碾出了两千八百斤小米，磨出了一千八百斤面粉，还筹集了近六千斤的柴草，然后男人、女人、老人和孩子一起推起木制的小推车将这些东西送上前线。
从那时起，鲁中地区一直流传着一首名为《快办给养送前方》的歌谣：
一更里来黑通通，
姑嫂二人忙点灯。
小姑推磨嫂烙饼，
赶办给养手不停。
二更里来月满窗，
嫂嫂淘米妹烧汤。
放上几碗煎锅豆，
干饭煮得香又香。
三更里来月正南，
干饭烙饼都办完。
拾掇拾掇快去送，
挑担样样准备全。
四更里来月儿歪，
姑嫂二人出庄来。
同志们前线多辛苦，
咱送给养理应该。
五更里来天露明，
前线将士正冲锋。
首长一见给养到，
夸着要给俺立功。
二十三日晨，李仙洲部集结在莱芜城北，决定以第七十三军为左纵队，整编四十六师为右纵队，指挥所与全部辎重跟随整编四十六师，在飞机的掩护下并行向北突围。危急时刻，又传来了一个令李仙洲万分惊骇的消息：整编四十六师师长韩练成突然“失踪”——原来，早在抗日战争期间，韩练成就与共产党人建立了联系。莱芜战役开始前，华东野战军派人深入到整编四十六师内部秘密开展工作。于是在整个战役中，韩师长都对李仙洲采取了敷衍和拖延的态度。在准备突围的关键时刻，他干脆在共产党干部的引导下，在莱芜城里藏了起来，放弃了对他的整编四十六师的指挥。
忐忑不安的李仙洲出了莱芜城，莱芜城立即被华东野战军第四纵队占领，而此举意味着国民党军的后路已被截断。
李仙洲采取两个军四个师齐头并进的队形，企图依靠小纵深加强突击力量，一鼓作气迅速冲出华东野战军的包围。但是，当他的部队走到莱芜至吐丝口镇的路途中时，华东野战军部队从两侧的山地间排山倒海般冲了出来，拥挤在狭窄公路上的辎重、马匹和车辆以及惊慌失措的步兵立即被截成数段。国民党军空军副总司令王叔铭既是李仙洲的同乡，又是他的黄埔同学，在蒋介石的一再催令下，王叔铭派出了几十架战斗机和轰炸机，并且亲自驾机飞临战场上空，对华东野战军部队进行轮番轰炸扫射，企图掩护李仙洲部冲出重围。但是，当双方地面部队混战在一起后，王叔铭的空军再难发挥效力。王耀武反复请求王叔铭加强空中打击力度，王叔铭在飞机上回答说：“我指挥着飞机轰炸，一直没有中断，可是敌人不怕死，阻止不住他们的前进，我有什么办法？”李仙洲被分割包围的各部已被压缩成一团，战场上到处是“缴枪不杀”的喊声。下午十四时，国民党军第七十三军和整编四十六师被歼于东西约三公里、南北约两公里的狭窄地域内。
李仙洲的指挥所已经溃散。他在与第七十三军军长韩浚逃离时左腿中弹。混乱的战场上谁也顾不上他，韩军长带领一部分官兵逃入吐丝口镇，而李仙洲在距离镇子仅剩几里路的地方摔倒，他再也跑不动了。吐丝口镇中的新编三十六师在华东野战军对撤退中的李仙洲部发起攻击时，并没有出兵相援，而是在师长曹振铎的率领下趁机向淄博方向逃窜了。倒在地上的李仙洲被换上了士兵军装，然后在几个军官的搀扶下企图继续逃亡，但是很快就被追击上来的华东野战军官兵发现了，因为他们认为几个国民党军官扶着一个“士兵”逃跑是一个古怪的举动。李仙洲被带走了。
几天之后，华东野战军司令员陈毅特意来看望他。交谈中，陈毅拿个小板凳垫在他的伤腿下，说受伤的腿垫高点能减少疼痛。陈毅还对炊事员说：“李仙洲是山东人，爱吃水饺。”
莱芜战役歼灭国民党军一个军、一个整编师、一个新编师，约六万余人。国民党军第二绥靖区副司令官李仙洲，第七十三军军长韩浚、副军长李琰、参谋长周剑秋，第七十三军十五师师长杨明、副师长徐亚雄，第七十三军一九三师师长萧重光、副师长柏柱臣，整编四十六师副师长陈炯、副师长兼整编旅旅长海竟强、整编旅旅长甘成城、整编旅代旅长曹威等被俘。
莱芜战役使国民党军鲁南会战计划遭遇重挫，位于南线的欧震部鉴于李仙洲部已被歼，只有暂时放弃进攻，被迫采取守势。第二绥靖区司令官王耀武感叹道：“莱芜战役，损失惨重，百年教训，刻骨铭心。”
战斗结束之后，王叔铭驾机降落在济南机场，他立即用电话向蒋介石报告说：“地面上已无战斗，看样子我军已被全歼。”蒋介石惊恐地问：“你看清楚了吗？”王叔铭回答说：“我对地面上业已详细侦查，确未见地面上有战斗。”蒋介石只好说：“你再派飞机去看看！”
没等王叔铭再次起飞，蒋介石自己飞到了济南。听完王耀武的汇报后，他的心情恶劣到了极点：
你们只是在莱芜这个战役里就损失了两个军另一个师，损失了这样多的轻重武器，增加了敌人的力量，这仗以后就更不好打了。这样的失败真是耻辱。莱芜既已被围，你为什么又要撤退？遭到这样大的损失，你是不能辞其咎的。这次你选派的将领也不适当，李仙洲的指挥能力差，你不知道吗？撤退时他连后卫也不派，这是什么部署？你为什么派他去指挥？如派个能力好的人指挥，还不致失败。李仙洲已被敌人捉去，你们要知道，高级人员被捉去，早晚会被共产党杀掉的！
李仙洲被俘后受到共产党方面的优待。一九六〇年被特赦后，他在山东政协秘书处任专员。一九七八年当选全国政协委员，一九八八年在济南逝世，享年九十四岁。周恩来一直称他为“李大哥”，与陈毅一样曾嘱咐工作人员说：“李大哥是山东人，爱吃水饺。”
那些在敌人的枪林弹雨中负伤的华东野战军官兵，被从战场上一一转运下来。在伤员们转运的路上，鲁中大地每个村子的村口都设有村民观察哨，伤员还没进村，妇女和孩子们就跑出来迎接了。他们把伤员领回自己家里，大嫂赶忙把一直热着的米汤端上来，不能自己进食的重伤员被大娘揽在怀里一点一点地喂，老人的眼泪一滴一滴地掉落在米汤里。无数子弟兵就这样在乡亲们的照料下，愈合了伤口、强壮了身体，重新走向了远方的战场——在中国的这片土地上，那布满如同沟壑般皱纹的笑脸、那如同老树般粗糙硬实的双手，那在所有无几的境遇里甘愿倾其全部的百姓，是共产党官兵刻骨铭心的依靠和难以忘怀的归宿。