正在此时，邀功心切的张灵甫，前来给汤伯恩献上一计。
  张灵甫说：“陈毅把9 个纵队分成两个集团，5 个纵队在沂水以西，4 个纵队在沂水以东。我们应沿临沂蒙阴公路向南向北推进，将敌5 个纵队封堵于临蒙公路和沂水之间，各军师占据临蒙公路要点，我七十四师从中段出击，直指坦埠之陈毅指挥部，并将敌5 个纵队分成两块或压向一隅，然后再会师聚歼。”
  汤恩伯同意了张灵甫的建议。令各部队加速向北推进，力歼陈毅主力于沂水以西。
  5 月11日晚，粟裕得到情报：汤恩伯以张灵甫之七十四师为骨干，即将发动一场新的进攻，矛头直指华野指挥部所在地坦埠。粟裕以敏锐的眼光发现，歼灭敌人一部的战机即将来临。
  司令部的其他同志都吃过晚饭了，但谁也不敢来劝粟裕副司令去吃。因陈老总有一个明确规定：“粟总在地图前构思歼敌方案时，任何人不准打扰！”
  粟裕深思熟虑后，顾不上吃饭，马上向陈毅汇报。他胸有成竹他说：“军长，敌整编七十四帅已经形成孤军深入之势，我想以猛虎掏心的办法，从敌战斗队形中央楔入，切断七十四师与其友邻的联系，并将其干净、全部消灭掉！”
  “要得，说说看。”陈毅显得很兴奋。
  粟裕接着说：“对于这个设想，我主要有以下考虑：第一，七十四师是蒋介石的王牌，也是我军的死敌，打掉它，既给敌当头一棒，又使我军受到极大鼓舞；第二，我军现在态势极为有利，局部兵力可形成我敌五比一的绝对优势，只要缜密部署，完全能够歼灭该敌；第三，七十四师狂妄骄横，傲视一切，与其他蒋军矛盾甚多，其他敌军不会奋力援救；第四，孟良崮山区
  交通和地形不利于重装备行动，敌人由强变弱；第五，我军历来先打弱敌，这次先打位于中间的王牌，必出其不意，攻其不备，大奏奇效。“
  陈毅听后十分高兴，大声说：“好！我们就是要有从百万军中取上将首级的气概！”
  又经过进一步研究，就把这个作战方案决定下来：以5 个纵队围歼敌整编七十四师，以4 个纵队阻击援敌。具体布置是：陶勇四纵和许世友九纵正面出击；叶飞一纵和王建安八纵分别从整编七十四师左右两翼迂回穿插；王必成六纵从鲁南飞兵北上，断敌退路。
  宋时轮十纵阻击莱芜南援之敌；何以祥三纵阻击新泰南援之敌；成钧七纵阻击河阳北援之敌；韦国清二纵配合七纵和八纵作战。
  当作战方案已经定下，还未及向中央军委报告之时，华野收到了毛泽东、周恩来、刘少奇、朱德的联名电报：敌人已进犯，可选择好打的，歼灭其一两个军。究竟打何路好，由你们当机决策立付实施，我们不遥控。
  5 月12日上午，陈毅、粟裕、谭震林、陈士榘复电毛泽东许中央军委，报告了华野围歼七十四师的决心和计划。“（一）七十四师11月开始向坦埠进攻……（二）我们今晚集结一、四和八、九纵向七十四师出击，于明晨完成包围。战斗约需两三天，待歼灭七十四师后再视机扩张战果。”
  骄兵必败，这是张灵甫自取灭亡的原因。
  本来，5 月11日，汤恩伯对张灵甫曾有过劝阻，但张灵甫狂妄自大，求功心切，结果被解放军团团围住。
  5 月11日那天，汤恩伯随第一兵团北进，见七十四师突出大部队较远，有20里左右，赶忙驱车追上七十四师尾部，问跑在后面的士兵：“谁让你们跑这么快的？”
  士兵邱万才说：“我们师长张灵甫说了，谁跑在最前面，谁活捉了陈毅、粟裕，第一个把我们的军旗插上孟良崮的，士兵升排长，排长升营长，连长升团长。”
  汤恩伯大声训斥：“胡来，当心你们的命丢了。传我的命令，部队立即减速前进。”
  邱万才睁着很看不起人的眼睛，说：“你是谁？你是我们师长的副官吗？”
  汤恩伯气得直发抖：“我，我是你们的司令。”
  邱万才也回敬道：“好大的官呢！是我们的司令，你怎么不说我们是你的祖宗呢？没有师长的命令，你说的等于零。”
  汤恩伯气得简直要晕了过去。他跳上车，对司机说：“好的，回去，让张灵甫给共产党当炮灰吧！”
  5 月12日晨，白色的雾像一缕缕飘带，笼罩着鲁中大地，给战前的阵地蒙上一层厚重的神秘面纱。
  早晨5 点，七十四师师长张灵甫率部由重山、艾山间渡过汶河，占领了黄鹿寨、佛山、三角山、马牧池等地。
  13日晚，我军在夜幕的掩护下，向七十四师发起攻击。
  七十四师遭到攻击，部队发生动荡。张灵甫训斥部下：“不要大惊小怪，共军想一口吃掉我七十四师，他们不但不敢作，恐怕连想也未必敢想！”
  我军战至14日晚，按预定计划，大体形成了对七十四师的包围态势。
  当得知七十四师被重重围住之后，张灵甫不但不惊慌，反而有几分得意：
  “以我张灵甫为诱饵，把共军吸引在我周围，有利于四面夹击。”
  大战一开，有一个小村庄吸引了敌我双方将领的注意，这就是垛庄，这是沂蒙公路上敌人赖以进退的唯一通路，也是影响到全局的关节点。
  粟裕令王必成率六纵从鲁南飞兵北上，直捣垛庄。
  汤恩伯也令张灵甫派运输团火速增援垛庄，以防不测。
  王必成是华野有名的虎将，以敢打硬仗著称。早在抗日战争时期，王必成就在长江两岸打出了“老虎团”的英名，曾受到刘少奇的高度赞誉。这次接到陈毅、粟裕、谭震林签发的“星夜飞兵，兼程北上”的十万火急电报之后，率部在崎岖的山路上急行军两昼夜，在敌占区隐蔽行动，长途奔袭240 公里，提前拿下了垛庄。
  七十四师是王必成的死对头。宿北战役中，王必成率部在涟水阻击七十四师。由于敌众我寡，加之我方指挥上的失误，被迫撤出涟水城。当时王必成就发誓：一定要消灭敌人这个“王牌”，为死难的战友报仇。
  当粟裕令王必成率六纵到敌人后方隐蔽待机时，他二话没讲，只提出了一个要求：“歼敌七十四师，绝不要忘了我们六纵队！”
  粟裕非常熟悉他手下这员虎将的脾气，当即答复：“你放心，打七十四师，一定少不了你们！”
  王必成果然不负众望，敌后出奇兵，截断了张灵甫的后路。
  “五大主力”之首被围，立刻惊动了蒋介石。他急忙飞抵徐州，令顾祝同急调重兵，要求不仅要解七十四师之围，而且要趁机吃掉华野的主力。
  七十四师之外是我军华野的5 个纵队，而蒋介石又以10个整编帅把我5 个纵队反包围起来。一场恶战在华中战场已经展开。
  我军被围后，陈毅立即打电话给负责指挥一、四、六纵队的叶飞司令员：“蒋介石要和我们决一死战，敌人已经派重兵把我们反包围了，情况十分严重。现在关键的问题，是你们要不惜一切代价拿下孟良崮。哪怕一、四、六纵打光了，只要把敌人消灭，也在所不惜。我给你们补充，恢复你们的番号！”
  陈毅又要通了从东北方向主攻孟良崮的九纵司令员许世友的电话：“聚歼七十四师，成败在此一举！现在要不惜一切代价，把孟良崮拿下来！你们打掉1000，我给你们补充1000；打掉2000，补充2000！谁攻上孟良崮谁就是英雄！”
  14日上午，我一纵独立师、第二师不顾牺牲，猛攻孟良崮。
  叶飞命方升普、刘飞两个师，以一个团的兵力在山下阻击敌整编二十五师，其它5 个团的兵力全力攻击。
  在强大攻势下，张灵甫带着部队向后撤退。
  见敌人后撤，粟裕立即给叶飞打电话：“敌七十四师开始后撤，第八、九两纵不可能到达，六纵也不可能，你们一定要攻占孟良崮才能阻击敌人。”
  叶飞随即令一师三团留守黄斗顶山一线阵地，其余两个团和三师攻击前进。
  孟良崮阵地上尸陈遍地，纵横交错。
  此时，敌七十四师副师长蔡仁杰站在堑壕内，望望天上的烈日，又望望山峰陡峭、怪石耸立、草木稀疏、方圆不过5 里的孟良崮，脸上布满愁云。
  七十四师数万入马云集在山上，饥无食，渴无水，工事也无法构筑，人马无处隐蔽。所有的汽车、大炮、坦克在上山时丢给了共军，让共军不花一文钱，捡了个大便宜。更让蔡仁杰担心的是他的上司张灵甫，一向孤高自傲，从不
  把任何人放在心里，万一拼到最后，谁也不来救，到那时可就哭都来不及哟！
  5 月14日下午，战斗重新进入白热状态。塔山、青山被七十四师重新占领。稍后又被一纵夺回。凤凰山、曹庄、天马山、蛤蟆崮阵地反复陷入七十四师的重火力攻击之下，伤亡严重。
  蒋介石亲自指挥作战，严令七十四师拖住叶飞部。又令实行反包围的敌军二十五、六十五、八十三师和第五军从东、南、西三面猛烈攻击。
  一纵阵地天崩地裂。七十四师迭次进攻。双方血战竟日，阵地被血与烟所淹没。
  与此同时，我九纵、四纵全线发起对孟良崮的攻击。
  战斗没有随太阳落山而结束，时断时续，一直在激烈地进行。
  15日拂晓，一纵独立师方升普部第一团，重新夺回330 高地，二师刘飞部第六团夺回25.18 高地，重新占领围攻孟良崮的有利地形。