在此期间，蒋介石频频调动飞机，昼夜不停地对我军占领的商埠、外城等地狂轰滥炸。敌机还扔下大量燃烧弹、照明弹，城里城外，如同白昼。我各路突击部队，完全暴露在敌人的火网之下。
夜深了，攻城集团指挥所里鸦雀无声。许世友心里十分清楚，全线千军万马下一步如何动作，全决定于领导的指挥了。许世友盯着墙上的作战挂图，紧张地思考着。一着不慎，就会给整个战局带来莫大损失。有的人认为，参战部队鏖战7天7夜，未得到休整补充，有些部队建制打乱，伤亡大，缺员多，继续攻下去难以奏效。因此，他们主张将攻城部队连夜撤出，进行休整，而后重新组织攻击。也有的人不同意这种意见，他们主张坚决往里打。9纵聂凤智表示，他们还有5个比较完整的团，部队已经做好再一次攻击的准备。许世友觉得，在这个节骨眼上，攻城的决心不可动摇。从战场的情形看，敌人的四道防线尽失，被我军团团围困在内城之中，慌乱不堪，败局已定。我军不少团、营建制尚较完整，仍具有一定的突击力。如果我军撤下来休整，外围阵地得而复失，前功尽弃。还要估计到，王耀武很有可能趁我部队后撤时来个反冲锋，使我军欲攻不克，欲撤不能，大大增加部队的伤亡。在这种情况下，只能打，不能撒！同时，从战役全局着眼，赢得了时间，就赢得了胜利。中央军委曾来电指出徐州方向援敌有出动可能。速克济南，争取的时间越多，我军就越主动。这样既能彻底打掉徐州之敌北援的企图，又能早日为我军南下作战开辟通道。
谭震林完全同意许世友的意见，他们遂于深夜下达命令，全线再一次组织攻击，由东、西线集团两面对攻，一定要把内城拿下来。
24日1时30分，各路突击部队像一把把永不卷刃的钢刀，直刺敌人的心脏。极捷的电话一个接着一个。
9纵队司令部报告说：“2时25分25师73团有两个营突进内城。”
13纵报告他们37师109团早先突进去的2个连队，孤军奋战在敌阵中，趁天将破晓之际杀了个“回马枪”，与城外的突击部队里应外合，重新撕开突破口。
兵团立即下达命令，叫各纵队后续部队不惜一切代价，巩固和扩大突破口，投入纵深战斗。
我东、西线集团多路突人内城，势如破竹。守敌节节败退，纷纷就擒。我指战员追歼残敌，愈战愈勇。逐楼逐堡地分割与消灭顽抗的敌人，打向王耀武的指挥所。丧魂失魄的王耀武命令他战车营的所有坦克和装甲车，在烈火熊熊的街道上疯狂地反击、挣扎，但在人民战士面前却一辆又一辆的接连被击毁。
这时我13纵某团2营绕过坦克，直扑向纵深。把国民党省政府的“省府”大门紧紧地包围了起来。5连3排攻击正面，1排悄悄地向敌人侧后打去，3排以一挺重机枪和2挺轻机枪封锁了大门。最前面的6支冲锋枪“哗哗”地扫射，小炮弹飞速地跟着打进内院。敌人支撑不住了，纷纷举手投降。3排直扑“主席办公室”。副排长王金香跃进院子里几棵树中间的电话线杆旁，这时一个敌人从棚子下面的麻袋工事里钻出来招呼道：“别打！别打！这里有人。”刹那间，王副排长的汤姆枪早压在麻袋工事上。喊道：“不许动！”“把枪都缴出来！”地下室里惶恐不安的王耀武的少将参谋长罗幸理和第二绥靖区少将处长张介入，只好派出国民党省政府的总务处长向我军接洽投降。
再说王耀武看到局势已经绝望，即派15旅高子日团的一个营及特务团的一部，于9月24日上午11点，从北极阁通过出城的坑道向北突围。在解放军集中精力与突围的部队作战时，王耀武就在一个小村庄里化好装，命令自己突围的部队向后撤退。王耀武乘解放军追击后退的国民党军队的时候，即向东溜走，虽逃出重围，但逃到寿光县，即被我地方武装查出捕获了。第二“绥靖”区副司令官牟中珩在19日吴化文部起义后，就在19日夜带着卫士化装成难民，混出济南，经张店、益都向青岛逃跑，行至高密县，即被民兵查获。军管区副司令聂松溪在济南解放时，即换了便衣藏在老百姓家里，企图待机逃往蒋管区。当他亲眼看到解放军不拿老百姓的一针一线，纪律良好。共产党为了不使人民遭受损失，还叫人民拿着已成废币的法币，照人民政府规定的比例，换取解放区通用的北海币。他还看到国民党军受伤的官兵均由解放军收容治疗。他在大受感动之下，认为解放军不会杀他，就自动向我军投降了。整编第2师师长晏子风，在该师被歼灭时，就带着几个随从人员穿上便衣，冒充百姓，混出济南，向青岛逃跑，在途中被查获。
而我军活捉国民党山东省党部主任庞镜塘的故事则带有传奇色彩。济南战役胜利结束后，为保证首长正确部署南下的行动，上级命令我19师57团侦察队，立即组织一支小分队，迅速挺进临城一带敌占区，了解敌情，待机捕捉俘虏。限他们在3天之内捉两个舌头来。
侦察队长徐斌接到命令的当天下午，就把捕俘任务下达到1排，经过研究，决定从1排抽出钱玉标、张明富、邓永昌等7名精明能干的侦察员，由黄泽洪排长带队，组成了捕俘小分队。
夜色朦胧，秋风习习，我军这支小分队，化装成国民党军，潜入了敌区。小分队在敌区活动到下午4时，就向解放区边界靠近了，当行进到临城西北一家茶店时，便打算进店喝点水，吃点饭。进茶店后，黄泽洪目光往四处一扫，只见茶店里有30多人，有一部分是我军打下济南后，逃到临城来的国民党残兵；另有10多个人，使人觉得不同一般。而后，黄泽洪便坐下来静静地喝茶，以观察他们的言谈举止。听他们说话的口音，黄泽洪确认他们大部分是南方人；很可能是国民党的军事要员，或高级官员。黄泽洪随即把捉俘的信号——白毛巾往右肩一放，在一旁的7名侦察员，一个个迅速地从腰间拔出手枪，猛虎似的一齐上前威逼着对面的这伙人，并厉声喝道：“举起手来，不准动，谁动就打死谁！”
这伙人一个个都傻了眼，呆若木鸡，面面相觑，都只好乖乖地举起了手。紧接着黄泽洪他们强制性地搜查了他们每个人的全身，随后，黄泽洪一手叉腰，一只脚往面前的凳子上一放，用另一只手拿的短枪，把大盖帽往上顶了顶，严厉地逼问道：“你们是干什么的？说！”
“嘿嘿，我们都是商人。”其中有一个人皮笑肉不笑地解释着，而后无可奈何地说，“我们是从南方去济南的，没料想在济南遭到了战事，没能回得去……”
“不管你们是什么人，统统送到师部关起来，等审查过后再说。”
“兄弟，你们是哪一部分的？”这个人笑眯着眼，仍然客客气气地称呼，和和和气气地问话。
“我们是77师搜索排的。”黄泽洪听了他的问话，心里便有了底，答道：“我是排长。”
“77师师长姓什么？”这个人细心地端详着黄泽洪的一身着装和手中的短枪。
“姓王，你认识王师长？”黄泽洪回答。
“认识，不那么熟悉。师部过去曾在我家住过。”他完全以为我小分队是77师搜索排的了，便小声对黄泽洪说：“我们是一家人。”
“你们是哪一部分的？”黄泽洪见敌人上钩了，但不知道他们是些什么人物，仍板着脸，紧迫迫问了一句。
“我们是国民党山东省省党部的。”终于，这个人亮出了招牌。
“他就是省党部主任庞镜塘。”旁边的一个随员插嘴说了一句。
“啊，庞镜塘！”黄泽洪不由得心理嘀咕道。省党部主任，这个官可不小。打济南之前不少同志都知道，山东济南府有两个大人物，一个是军界司令王耀武，一个是党界头子庞镜塘；王耀武在打济南时被我军活捉了，大党徒庞镜塘却狡猾地跑到这里来了，抓住这条“大鱼”，不比抓几个国民党兵强得多吗！如何抓住他们呢？黄泽洪感到在敌占区活动，距敌军比较近的情况下，只能智擒，不能力捕。最后，黄泽洪有意问他，“庞主任，随你来的还有哪几位长官？”
“你看我都忘给你们介绍了，这位是省银行副经理；这位是国防部‘人民服务队’第3中队的中队长；这位是……”
黄泽洪边听边琢磨，到底用什么办法，才能把他们这帮人带到解放区去呢？最后黄泽洪想出了一个主意，对庞镜塘说：
“这个地方离共军边界太近，为了长官的安全、还是由我们护送，到师部去吧！”
“那好，那好。”庞镜塘听了非常高兴，“谢谢你们，谢谢你们，那就麻烦你们送一趟吧。”
“长官，这里共军经常有埋伏，从安全方面考虑，还是绕道走好！”
庞镜塘正在像做梦一样想着他的心事，黄泽洪的话打断了他的美梦，他两眼眨巴了一阵子后说：“好吧，绕道走。”
黄泽洪他们8个人分成4个战斗小组，有前边带路的，有后边打掩护的。这帮家伙走着走着，有些着急了，不住地问：
“离师部还有多远？”
“快到了。”黄泽洪回答说。为了让他们快些走，黄泽洪在后边乘他们不注意，故意向天上打了两枪，并催促他们说：“快走，共军来了。”
这帮家伙跟着小分队便跑了起来，糊里糊涂地一口气跑到了我军侦察队埋伏区。当庞镜塘他们突然发现面前有许多解放军时，一个个惊慌失措，目瞪口呆，吓得额头上直冒冷汗，腿都走不动路了。
当晚，我小分队把庞镜塘一行6人，押解到团部去了。
济南解放之后，山东全境基本解放了。