一九四七年春天，山东战场态势复杂，在解放区腹地进行的战争进入了万分残酷的绞杀状态。内战爆发以来，国民党军侵占了山东解放区的大片，尤其是山东解放区首府临沂的丢失，以及山东境内主要交通线和重要城镇被国民党军控制，迫使共产党人的生存区域逐渐向山东东北部压缩。但是，国民党军在不断发起的进攻中已损失了二十四个旅的兵力，加上地方武装，国民党军在山东战场的兵力损失已达三十万人。而华中军区部队却增长了百分之十二，包括地方武装在内，兵力总人数达到了五十七万之众，成为当时共产党领导的军队中最为庞大的一个军事集团。尽管山东解放区政府大力推广土地改革，构建起一个较为完整的生产和供应体系，但是，如此庞大的军事集团和巨大的战争消耗令解放区内的负担能力达到了极限。一九四七年春天，原华中野战军、华中解放区政府工作人员以及他们的家属，全部转移到了山东，加上原山东野战军、山东解放区政府工作人员以及他们的家属，还有被俘的近十万国民党军官兵，一下子使山东解放区必须供养的人数超过了当时全国范围内的任何一个解放区。
山东共产党人的生存形势十分严峻。
此时的山东战场上，集结着国民党军“五大主力”中的“三大主力”：即张灵甫的整编七十四师、胡琏的整编十一师以及邱清泉的第五军。国民党军的总兵力已达到二十四个整编师（军）六十个旅，共计四十五万人。
三月底，国民党军打通了津浦铁路的徐州至济南段和兖州至临沂段。大规模的作战开始向山东解放区的纵深地带推进。
陈毅和粟裕拟以三个纵队迅速南下，诱使敌军回援，然后以五个纵队的兵力或打南线之敌，或打增援之敌。但是，部队刚刚南下两天，作战意图就已暴露。当面的国民党军第一兵团紧急向后收缩，第二、第三兵团向南下的华东野战军三个纵队展开了战役合围，陈毅、粟裕部被迫停止在新泰、蒙阴一线。
在山东战场上，国共双方的战略意图都已十分明确。国民党军势要攻占山东，而对于共产党人来讲，一个不容争议的前提是：山东解放区绝不能丢失。
尤其是这个局面发生在延安已被放弃之后。******致电华东野战军：“不论什么地方，只要能大量歼敌，即是对于敌人之威胁与对于友军之配合，不必顾虑距离之远近。”
然而，战机一失再失，部队来回调动，这种被称为“耍龙灯”式的作战，引起了部队官兵的焦躁情绪，官兵中间开始流行一句顺口溜：“陈司令的电报嗒嗒嗒，小兵们的脚板啪啪啪。”陈毅、粟裕也十分焦急：如果再不寻找到歼敌战机，打一个像样的歼灭战，等到国民党军重兵调动完成，山东战场的形势只能更加恶化。五月四日，******来电，强调“要有极大忍耐心”。
为让国民党军放心大胆地前进，华东野战军主力又向后退了一点，撤至莱芜、新泰、蒙阴以东地区。这一带多岩石山地，山中小路崎岖狭窄，对于机动能力强的我军来往不受制约，而却极其不利于国民党军重型装备的通行，就在部队已经开始调动的时候，粟裕接到前方的报告：九纵在坦埠以南受到整编七十四师的攻击。这一情况立即引起粟裕的警觉。接着，侦察部门截获了汤恩伯的一个作战命令，内容是：十一日攻击坦埠，整编七十四师主攻，整编二十五、八十三师为其左右翼，除以一部控制孟良崮等要点外，限于十二日拿下陈粟指挥中心所在地坦埠。
经过分析，粟裕认为，国民党军的攻击计划有所调整，即采取中间突破的方式，直接攻击华东野战军的指挥中心，企图令华东野战军陷于混乱，最后形成决战态势。粟裕决定以“猛虎掏心”的办法，从敌战斗队形的中间楔入，切断对我威胁最大的中路先锋敌第七十四师与其友邻的联系，然后将整编七十四师吃掉。可以想见参谋人员的吃惊程度。整编七十四师是国民党军最精锐的部队，全副的美式装备，被誉为蒋介石手中的“王牌”。况且，目前整编七十四师居于敌人攻击阵形的中间部位，粟裕的设想显然违反了我军打击薄弱环节、孤立歼灭翼侧之敌的原则。
而粟裕的依据是：整编七十四师虽然强大，但它的弱点也是致命的，那就是重装备进入山区后机动能力将受到严重限制，使优势装备反成累赘。再有就是，整编七十四师是蒋介石众所周知的嫡系，师长张灵甫年轻气盛，不可一世，这造成了该师与其他国民党军部队芥蒂很深，在我军坚决阻援的情况下，友邻未必会拼死援救。
华东野战军战役发起时间被确定为十三日黄昏。
十二日傍晚，蒋介石在其官邸召开了军事会议。这是一个致整编七十四师于死地的会议。
在这间大客厅里，蒋介石和他的高级幕僚们像谈论一次出游计划一样，作出了在山东战场继续全面推进的决定。他们制订的看上去并没有什么特殊内容的作战计划，却导致了一个让共产党人永远津津乐道的著名的战例——孟良崮战役。
一九四七年五月十二日，整编七十四师开始向坦埠方向攻击前进。拂晓时分，其先头部队五十一旅以炮击为先导，向当面华东野战军第九纵队许世友部的阻击阵地实施攻击。九纵的任务是牵引七十四师前进，即不能让其攻击速度过快，以便给穿插的部队争取时间，但也不能把他打回去或是令他原地不动，使七十四师始终认为当面的共产党军队根本无力阻挡。
连夜的大雾，不但给迅猛穿插的一纵带来了辨别方向的困难，也给国民党军带来了巨大的灾难：整编七十四师的军官们曾经发现侧翼出现了运动中的大部队，但是由于大雾看不清，竟然主观地认为那必定是友军二十五师在向他们靠拢。
第六纵队王必成部攻击垛庄的战斗十分关键，垛庄是整编七十四师的后方补给点，攻击是否得手关系到能否最终完成包围。六纵一举将垛庄拿下。整编七十四师的退路已断。
张灵甫终于意识到自己有被包围的危险，下令全师向孟良崮和芦山地区收缩。低估张灵甫的军事才能是危险的。张灵甫的设想是：凭借整编七十四师的实力，****根本啃不动，只要整编七十四师用顽强的防御把陈粟牢牢地吸引住，四周的友军乘势合围，就能为与共军在山东决战创造出一个最佳时机。蒋介石显然也发现了这一绝好的态势，他立即命令整编七十四师坚守阵地，吸引****主力；命令位于新泰的整编十一师、位于蒙阴的整编六十五师、位于桃墟的整编二十五师、位于青驼寺的整编八十三师、位于河阳的第七军和整编四十八师，分别从西北、西、南、东四个方向上火速向整编七十四师靠拢。
于是，孟良崮战场陡然显出惊人的战役格局：陈毅、粟裕部的五个主力纵队虽然包围了整编七十四师，但国民党军却以十个整编师（军）的大兵力对陈毅、粟裕部实施了反包围。狭窄的地域内聚集着数十万大军。敌中有我，我中有敌，层层交错，扭成一团。十五日下午，华东野战军对整编七十四师发起总攻。
留在坦埠的陈毅不断地给各纵队司令打电话，强调要尽快把七十四师这个“硬核桃”敲掉，阻击部队要坚决顶住增援之敌。陈毅知道“胜败在此一举”。孟良崮，位于蒙阴东南约六十公里处的芦山之中。主峰孟良崮海拔五百米。崮，为山东腹地特有的一种坡度陡峭、怪石林立、草木稀疏、石质坚硬的石山。整编七十四师收缩在这里后，由于无法挖掘战壕，官兵们或用石块筑起掩体，或在巨大的岩石缝隙间设立射击阵地。共产党官兵从陡峭的岩壁上仰攻，没有任何隐蔽物可以利用，而整编七十四师虽然在上山时丢弃了部分重型装备，但其步兵武器的火力依旧十分凶猛。攻击部队采取波次攻击的方式，一轮接一轮地前赴后继，敌军不但组织起密集的火力拦截，而且还多次发动大兵力的反击，双方在陡峭得几乎站不住脚的石坡上混战在一起。岩石间血肉横飞，到处是嘶哑的喊声和痛苦的呻吟声，岩石缝隙中很快塞满了双方士兵的尸体。张灵甫，一个性格冷峻的职业军人，在十五日接近中午的时候，他平生第一次感觉到什么是恐惧。张灵甫开始向友邻部队呼叫增援，让他万分恐惧的是，被包围在中间的明明是他，可各友邻部队竟然向他发出了请求增援的呼叫。张灵甫原名钟灵，字灵甫，生于陕西长安的一个普通的农民家庭。一九三四年率部追击长征中的红四方面军，因作战顽强得到陆军第一师师长胡宗南的赏识，升为中校团长。不久，张灵甫制造了一件轰动全国的新闻：他与原来由父母撮合的夫人离婚之后，娶了漂亮的四川姑娘吴海兰。由于婚后一直在外作战，当他听说有人在西安看见夫人和别人看电影时，立即向师长胡宗南请了假，然后带着一把手枪回了西安。进家便吩咐夫人给他包韭菜馅饺子，当夫人走到菜地里蹲下割韭菜的时候，他向夫人的后脑勺开了一枪。夫人陈尸自家菜地，他径直返回了部队。张灵甫杀妻之事传出后，吴海兰的家人将其告上法院，在强大的社会舆论压力下，蒋介石电令胡宗南将其押解至南京监禁。张灵甫是胡宗南军中最得力的军官，胡宗南没有派人押解他，而是给了他路费，让他自己去南京面见蒋介石。结果张灵甫经洛阳、郑州、徐州，一路闲散游玩，刚走到半路盘缠就用光了，好在他模仿恩师于右任的书法足以乱真，就此一边卖书法一继续游玩，半年之后才到达南京。张灵甫被关进模范监狱，除了不能走出大门，一切自由，而他大多的时间都在研习书法。一年后，经第七十四军五十一师师长王耀武请求，张灵甫被秘密释放投奔第七十四军，从此舍“钟灵”名而以字“灵甫”行世。一九四六年夏升任第七十四军军长兼南京首都警备司令。国民党军整编后，第七十四军称整编七十四师，但兵力仍在三万人左右，全师装备精良，战斗力极强，被蒋介石誉为“****模范”。
华东野战军阻援部队的战斗同样打得极其艰苦。阻援部队的顽强战斗和不惜代价的反击，竟然让国民党军受阻部队纷纷以为自己是陈毅、粟裕部攻击的焦点，于是才出现了请求张灵甫出击救援的怪事。
张灵甫的一世孤傲终于让他在危难之时面临孤军作战的绝境。
离孟良崮最近的整编二十五师和整编八十三师，距张灵甫的整编七十四师仅仅只有五公里，两个师的炮火完全可以与整编七十四师构成交叉火力。由于整编二十五师和整编七十四师被编在同一个攻击纵队中，负责指挥的整编二十五师师长黄百韬因此不敢怠慢。他采用密集的人海战术，向华东野战军第一纵队的阻击阵地发动轮番攻击，在一纵队前沿阵地官兵伤亡殆尽的情况下，整编二十五师占领了覆浮山和界牌，但依旧与张灵甫的整编七十四师隔着一座天马山。
与黄百韬相比，整编八十三师师长李天霞的心情就复杂得多了。张灵甫和李天霞同为黄埔毕业，又同是第七十四军军长王耀武的亲信。一九四六年，国民党军整编时，两人暗地里竞争“王牌”师师长的位置，结果张灵甫因得到原第七十四军两任军长俞时济和王耀武的支持而把李天霞挤了下去，李天霞对此一直怀恨在心。
张灵甫发觉被围之后，曾向第一兵团司令长官汤恩伯请求命令李天霞部火速增援。李天霞受命之后，仅派出一个团，冒充旅部番号，进至沂水西岸，最终还是把沂水西岸的阵地丢了，导致张灵甫的一个旅被共产党军队分割出去。张灵甫在电话里向李天霞的一位团长发火，说他已经禀报国防部，整编七十四师的右翼要是出了事，整编八十三师要负责。李天霞顺水推舟，立即命令这个团归张灵甫指挥。可是，他同时又给他的团长打去电话，暗示部队遇到情况就撤退。这还不算完，李天霞的整编八十三师不但没有再向孟良崮靠近一步，而且主力开始全部向东收缩，最终与整编七十四师拉开了一段无法弥合的距离。
在蒋介石的严厉催促下，十五日，汤恩伯离开临沂前往孟良崮前线。走到半路，碰见刚从孟良崮跑出来兵团副司令长官李延年。李延年对汤恩伯说“七十四师现在很狼狈”，劝汤恩伯不要再向前走了，因为垛庄已经被共产党军队占领，一旦陈毅、粟裕部掉头南下就麻烦了。汤恩伯立即返回了临沂。此刻的孟良崮战场，阵地几乎全部是呈四十五度角的陡峭而坚硬的石坡，无论对于守方还是攻方，都足以令最勇敢的士兵生畏。岩石上无法挖掘战壕和掩体，仰面攀登上去，双方相互发现的时候都枪口已经近在眼前了。
十五日黄昏，整编七十四师已被压缩于东西三公里，南北两公里的狭窄山地间，人员、马匹和辎重全部密集地暴露在共产党军队的炮火打击之内，一颗炮弹就能造成惊人的伤亡。时值盛夏，石山坚硬，寸草不生，水源奇缺，国民党军飞机空投的粮食、水囊、弹药大多落在外围共产党军队的阵地上。张灵甫的数万官兵饥渴难支，疲惫不堪，伤亡惨重。在残酷的战斗中，整编七十四师官兵头顶烈日，向九纵控制的地域发起冲击以争夺水源，九纵的一个连誓死不让国民党军接近水源，拉锯般的残酷争夺战中这个连几乎全部伤亡，双方官兵的尸体布满了水源四周。
死尸的味道和硝烟的味道混合在一起，在炽烈的高温中弥漫。
晚上，张灵甫转移到孟良崮上的一个山洞里，微弱的烛光映在黑黢黢的石壁上，张灵甫再次向汤恩伯呼叫请求迅速解救。汤恩伯要求张灵甫主动向万泉山方向突围。张灵甫的回答是：本部已无力向万泉山实施攻击。然后，张灵甫给仍在阵地上的五十七旅旅长陈嘘云打电话，要他撤到师部这边来，张灵甫说：“嘘云，我们最后也要在一块。”
十五日夜，阴云遮盖星月。
支前干部吴相林的运粮队已经接近了激战中的孟良崮，他计算了一下，余下的路程大约还有十五公里。前面是座大山，路窄山陡，车子无法推了。他们把粮食卸下来，把小推车藏好，所有的人把粮食背在了自己背上，多的背了一百多斤，少的也有七八十斤。吴相林扛着粮食口袋走在最前面，远远地看见天上盘旋着飞机，他数了数有十来架。
孟良崮的战斗打响以后，在通往战场的各条山路上，密集地行进着支前的独轮小车。农民们的小车上装载着战争所需要的所有物资：粮食、枪支、弹药、柴草、木料、药品、挖战壕的铁制工具、攀登用的木制云梯，棉衣面被和大量的布匹，甚至还有给牺牲官兵准备的衣服和棺材。在战场四周的山路上，到处可见由青壮年组成的担架队，妇女和老人们则跟在担架旁，不断地给伤员们喂水和干粮。伤员进村了，女人们看着浑身是血的官兵一边抹眼泪，一边用秫秸量伤员的脚，她们想让伤员穿上一双鞋底上绣有“大吉大利”字样的新鞋。那些急需动手术的伤员要紧急转运，大娘把昨晚上她眼巴巴地守了一夜的伤员送到村口，唠叨着嘱咐担架抬得稳一点，然后俯下身子对伤员说：“孩子！你命大！咱娘俩日后见！”孟良崮战役期间，随军常备支前民工七万七千人，二线常备支前民工十五万四千人，后备支前民工四十五万九千人，整个孟良崮战场上支援共产党军队作战的支前民工达六十九万人。
十六日晨，张灵甫藏身的山洞开始遭到炮击。共产党军队已经攻到咫尺之遥，“王牌”整编七十四师到了它最后时刻。共产党官兵从各个方向蜂拥而上，最后的白刃战在孟良崮山顶展开。上午八时，蒋介石发来急电：“山东共匪主力今向我军倾巢出犯，此为我军歼灭共匪完成革命唯一之良机。”在蒋介石的严令下，汤恩伯发电各部队：“我张灵甫师连日固守孟良崮，孤军苦战，处境艰危。我奉令应援各部队，务须以果敢之行动，不顾一切，星夜进击，破匪军之包围，救胞泽于危困……”整编二十五、六十五、八十三师等部队被迫发动猛烈的攻击。负责阻援的华东野战军各部队拼尽最后之力誓死不退。而在围攻孟良崮的战场上，陈毅和粟裕不断给各纵队指挥员打电话：“谁拿下孟良崮谁就是英雄！”雨云密布，天昏地暗。
山洞里的张灵甫已经绝望，决定与他的军官们集体自杀。副师长蔡仁杰拿着夫人和孩子的照片痛哭不已；副参谋长李运良把脸上途上血污藏了起来，当初就是他一再向张灵甫表态：“军座，此虽孤山，但地形险要，我们要置于死地而后生，临险境而逢生。”张灵甫开始给结婚不到两年的夫人王玉玲写诀别信：十余万之匪向我猛扑，今日战况更加恶化，弹尽援绝，水粮全无。我与仁杰，决以最后之一弹诀成仁，上报国家与领袖，下答人民与部署。老父来京，未见痛极，生善待之，幼子望养育之，玉玲吾妻今永诀矣！灵甫绝笔，五月十六日孟良崮。
同时，张灵甫还给蒋介石写诀别信，诉说由于友军贻误战机，后又见死不救，尤其是李天霞部没有保证整编七十四师右翼的安全，从而导致现在战场结局的来龙去脉。之后，张灵甫将整编七十四师副师长以下、团长以上的军官姓名一一在诀别信中报给了蒋介石，请求蒋介石给予其家眷照顾。最后，张灵甫再次痛斥了国民党军各部队“各自为谋，同床异梦，胜则争功，败不相救”的现象以及对蒋介石赏罚不明的严重不满。五月十六日下午十七时，首先冲到张灵甫藏身的山洞口的是华东野战军第六纵队特务团一营。一营向山洞逼近，冲在最前面的三连指导员邵至汉中弹牺牲。官兵越过指导员冒着血的身体，呐喊着拼死向前，在击毙了张灵甫的卫队队长后，他们开始向洞内扫射。
倾盆大雨狂泻而下。雨水夹杂着血水到处流淌。孟良崮战役，华东野战军全歼国民党军整编七十四师和整编八十三师的一个团。国民党军伤亡一万三千余人，被俘一万余人。华东野战军伤亡一万两千一百八十九人。交战双方的伤亡人数几乎相等，战斗的残酷程度由此可见一斑。共产党军队的伤员和阵亡官兵的遗体被百姓们转移和安葬了，只剩下国民党军阵亡官兵血肉模糊的尸体横陈在孟良崮的岩石上。
蒋介石获悉整编七十四师被歼灭后，认为是内战以来“最可痛心，最可惋惜的一件事”。为此，第一兵团司令长官汤恩伯被撤职，整编二十五师师长黄百韬被撤职留任，整编八十三师师长李天霞被撤职押送军法处查办。
共产党官兵在山洞中找到了张灵甫的尸体。华东野战军用担架抬着这具遗体开始转移，两天之后，由于天气炎热尸体开始腐烂，华东野战军政治部决定就地掩埋。华东野战军花了四百块大洋买了口上好的楠木棺材，将张灵甫的遗体擦洗干净，给他穿上了新衣服，安葬于沂水县野猪旺村后的一座小山冈上。跟随第六纵队转移的整编七十四师被俘军官要求最后看一眼他们的师长。经纵队司令员王必成同意，在纵队副司令员皮定钧的陪同下，九名将校军官在张灵甫的遗体旁跪成一圈，泣不成声。华东野战军官兵在张灵甫的坟前立了一块木牌，上面写着：张灵甫之墓。
之后，共产党方面广播了埋葬张灵甫的地点，希望他的家属到该处收尸。不久，张灵甫的棺椁被国民党方面挖走，重新安葬于南京玄武湖边。
