1947年3月，蒋介石眼见其有生力量被解放军一点点消灭，转而对山东和陕北解放区实施了重点进攻，采取加强纵深、密集靠拢、稳扎稳打、步步推进的战法，气势汹汹地向山东根据地扑来。陈毅、粟裕率领华东野战军灵活机动，忽打忽停，寻找战机，寻机歼敌。
国民党军司令顾祝同见解放军东撤，即令各部“跟踪进剿”，并特命第1兵团司令汤恩伯率领整编74师进军沂水。于是，我军就此拉开了孟良崮战役的帷幕。整编74师全系美械装备，为甲种装备师，号称国民党五大主力之一，是蒋介石指定的典范部队，师长张灵甫深受蒋介石青睐。华东野战军领导全面分析了态势后认为，应将主力置于坦埠及其两侧地区，可出其不意集结数倍于敌的兵力加以围歼，完全可打有把握之仗。由于国民党军25师和83师不及时跟进，使国民党军王牌部队74师陷入了险境，5月13日黄昏，华东野战军领导指挥第1、第8纵队利用地形掩护，割断了74师与其他国军的联系。经过一天的激战，到15日拂晓，第1、第6、第8纵队分别攻占了垛庄和万泉山，完全截断了74师的退路，将其合围于孟良崮及其以北的狭小地区内。
在孟良崮，国共双方展开了争夺战，战况非常激烈。华东野战军23师夺取万泉山后，立即向74师中心阵地猛扑。并抽调精锐部队攻下张灵甫的指挥部。
总攻结束后，粟裕计算了敌军被俘和击毙人数后，发现还少了几千人。经过搜寻，终于发现了他们，将剩余的几千人俘虏，孟良崮战役胜利结束。