整編第74師被圍后，國民黨統(tǒng)帥部認(rèn)為決戰(zhàn)時(shí)機(jī)已至，企圖以整編第74師為中心拖住華東野戰(zhàn)軍，同時(shí)調(diào)周邊各部隊(duì)增援孟良崮，對(duì)華東野戰(zhàn)軍實(shí)行反包圍，一舉達(dá)成殲滅華東野戰(zhàn)軍主力的決戰(zhàn)任務(wù)。第1兵團(tuán)司令湯恩伯一面致電張靈甫，命其固守孟良崮，“協(xié)同友軍予匪痛擊，以收預(yù)期之偉大戰(zhàn)績”；一面令駐桃墟的整編第25師、駐青駝寺的整編第83師、駐湯頭的第7軍和整編第48師、駐蒙陰的整編第65師，以及駐新泰的整編第11師速向孟良崮增援，并令孟良崮外圍的第5軍和整編第9、20、64師向孟良崮運(yùn)動(dòng)，對(duì)華東野戰(zhàn)軍形成強(qiáng)大壓力。上述部隊(duì)距離孟良崮至多不過一兩天的路程，但在華東野戰(zhàn)軍的堅(jiān)決阻擊下，并未用盡全力，多則前進(jìn)十幾公里，少不過三五公里，再次暴露出國民黨軍缺乏協(xié)同、不能互救之頑疾。擔(dān)任山東作戰(zhàn)任務(wù)的國民黨軍各部，原有指揮系統(tǒng)不一，戰(zhàn)場(chǎng)配合亦不無矛盾捍格。5月13日，蔣介石致電臨時(shí)配置于第5軍指揮的整編第85師師長吳紹周，要他處理好國民黨軍內(nèi)部的矛盾：“惟聞我方將領(lǐng)間有不睦情事，殊為系慮”，“此次淄博之戰(zhàn)，不能不增厚邱軍（第5軍邱清泉部）實(shí)力，而將弟師編入于該路，暫歸邱軍長之指揮。務(wù)希以大局為前提，不以階級(jí)位置是論，時(shí)時(shí)遵從上級(jí)命令，達(dá)成所賦之任務(wù)。”然而盡管有蔣介石之耳提面命，每臨實(shí)戰(zhàn)之時(shí)，許多高級(jí)軍官首先考慮的仍是己部之安危，對(duì)于救援他部總欠積極。戰(zhàn)場(chǎng)主官對(duì)下屬的如此作為亦時(shí)感無可奈何。自全面內(nèi)戰(zhàn)開始后，張靈甫指揮所部自蘇北一直攻至山東，自視甚高，對(duì)其他部隊(duì)之每每企圖保存實(shí)力嘖有煩言。此役開始前，張靈甫有感于此，在給蔣介石的電報(bào)中憤憤不平地說：“以國軍表現(xiàn)于戰(zhàn)場(chǎng)者，勇者任其自進(jìn)，怯者聽其裹足，犧牲者犧牲而已，機(jī)巧者自為得志，賞難盡明，罰每欠當(dāng)，彼此多存觀望，難得合作，各自為謀，同床異夢(mèng)，匪能進(jìn)退飄忽，來去自如，我則一進(jìn)一退，俱多牽制，匪誠無可畏，可畏者我將領(lǐng)意志之不能統(tǒng)一耳。”（《總統(tǒng)蔣公大事長編初稿》卷六（下），446頁；《蔣中正總統(tǒng)檔案·籌筆（戡亂時(shí)期）》第16003號(hào)。）此役恰恰證明了張靈甫的擔(dān)心。不過張靈甫萬萬沒有想到的是，以己部之強(qiáng)大實(shí)力，會(huì)在周邊數(shù)十萬友軍之坐視中被殲。直至其戰(zhàn)死，離孟良崮最近的整編第25師仍徘徊于10里開外的界牌，張靈甫終為其自信輕進(jìn)付出了慘重代價(jià)。

5月16日，華東野戰(zhàn)軍對(duì)整編第74師發(fā)起總攻，全殲其部3.2萬余人，師長張靈甫、副師長蔡仁杰等多名高級(jí)軍官被擊斃。中共華東野戰(zhàn)軍司令員陳毅和副司令員粟裕在國民黨軍重兵環(huán)伺的巨大壓力下指揮若定，終于戰(zhàn)勝對(duì)手，實(shí)現(xiàn)了他們戰(zhàn)前所發(fā)“百萬軍中取上將首級(jí)”之豪言。當(dāng)天，蔣介石手令山東各部：“竭盡全力，把握此一戰(zhàn)機(jī)，萬眾一心，共同一致，密切聯(lián)系，協(xié)力邁進(jìn)，各向當(dāng)面之匪猛攻……如有萎靡猶豫，逡巡不前，或赴援不力，中途（停頓）以致友軍危亡，致使匪軍漏網(wǎng)逃脫者，定以畏匪避戰(zhàn)，縱匪害國，貽誤戰(zhàn)局，嚴(yán)究論罪不貸。” (《孟良崮戰(zhàn)役》，428—429頁。)面對(duì)優(yōu)勢(shì)國民黨軍的進(jìn)逼，華東野戰(zhàn)軍迅速脫離戰(zhàn)場(chǎng)，蔣介石的決戰(zhàn)計(jì)劃再次落空。5月19日，蔣飛抵徐州，與陳誠、顧祝同等商討山東軍事，決定各部暫駐原防，實(shí)施全面整訓(xùn)，改正戰(zhàn)術(shù)，期作最后決戰(zhàn)之準(zhǔn)備，國民黨軍在山東的攻勢(shì)暫告一段落。

以整編第74師之實(shí)力，以其友鄰部隊(duì)相距不遠(yuǎn)之事實(shí)，結(jié)果仍被全殲，震動(dòng)了國民黨上下。蔣介石“悲哀痛憤”，“尤增憤激”，痛責(zé)“高級(jí)軍官已成了軍閥，腐敗墮落，自保實(shí)力，不能緩急相救”，“各級(jí)指揮官每存茍且自保之妄念，既乏敵愾同仇之認(rèn)識(shí)，更無協(xié)同一致之精神，坐是為敵所制，以至各個(gè)擊破者，實(shí)為我軍各將領(lǐng)取辱召禍最大之原因”。(《總統(tǒng)蔣公大事長編初稿》卷六（下），462—467頁。)為追究此役失敗之責(zé)任，整編第83師師長李天霞被“革職拿辦，交軍法審判”（次年被重新起用）；整編第25師師長黃百韜被告誡；第1兵團(tuán)司令湯恩伯被撤職，由范漢杰接任。在山東的國民黨軍將領(lǐng)大半被召到南京，檢討此役得失以及軍隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)、精神、紀(jì)律等方面的缺失。蔣介石自信其指揮正確，將失敗責(zé)任完全諉于下屬，批評(píng)他們對(duì)其手訂之軍事計(jì)劃沒有遵照實(shí)行，認(rèn)為“這就是你們一切失敗的總因”。此后，一直負(fù)責(zé)指揮作戰(zhàn)的參謀總長陳誠失去指揮權(quán)，并在8月份被打發(fā)到東北，接替熊式輝擔(dān)任東北行轅主任。國民黨軍的作戰(zhàn)改由蔣介石直接指揮，重要作戰(zhàn)行動(dòng)“必受到蔣先生親署命令方生作用”，從而更進(jìn)一步養(yǎng)成了前線將領(lǐng)對(duì)所謂“手令”的依賴，不利于他們適時(shí)因應(yīng)瞬息萬變的戰(zhàn)場(chǎng)情況，發(fā)揮作戰(zhàn)的積極主動(dòng)性；而那些出于正宗嫡系的“天子門生”，更是非有“手令”不肯行動(dòng)，也加劇了軍隊(duì)內(nèi)部的派系矛盾，不利于需要高度配合協(xié)同的軍事作戰(zhàn)行動(dòng)。而蔣“遠(yuǎn)隔前方，情報(bào)不確，判斷往往錯(cuò)誤”，即便親令，也是“一曝十寒，無甚效果”；何況，蔣介石既為國民黨內(nèi)獨(dú)攬大權(quán)的最高領(lǐng)袖，黨、政、軍決策事務(wù)集于一身，可謂“日理萬機(jī)”，個(gè)人精力畢竟有限，很難對(duì)每次作戰(zhàn)都進(jìn)行具體的指導(dǎo)，而其指揮之錯(cuò)誤，又造成軍隊(duì)內(nèi)部對(duì)其信任的下降。(《先總統(tǒng)蔣公思想言論總集》卷二十二，30頁；《徐永昌日記》，1947年5月29日、7月30日、9月28日、11月22日。)蔣介石親自指揮軍事的結(jié)果，并未從根本上改變國民黨軍事由攻轉(zhuǎn)守的不利局面。

經(jīng)過一段時(shí)間的檢討總結(jié)，蔣介石將山東作戰(zhàn)的方針定為“并進(jìn)不如重疊，分進(jìn)不如合進(jìn)”，決定繼續(xù)集中部隊(duì)，重點(diǎn)進(jìn)攻魯中沂蒙山區(qū)的中共部隊(duì)，以實(shí)現(xiàn)其肅清山東中共軍隊(duì)及其后方基地的目標(biāo)。6月24日，國民黨軍發(fā)起對(duì)魯中的進(jìn)攻，企圖壓迫中共華東野戰(zhàn)軍主力脫離沂蒙山根據(jù)地而就殲。此次攻勢(shì)，由第2兵團(tuán)王敬久部和第3兵團(tuán)歐震部分別擔(dān)任左右側(cè)翼掩護(hù)，而以范漢杰指揮第1兵團(tuán)自南向北擔(dān)任正面主攻。范漢杰以第5軍和整編第25師居左，整編第11、64師居中，整編第9、65師居右，三路兵力在寬不過百余里的戰(zhàn)線上密集向北推進(jìn)。由于范漢杰兵團(tuán)的兵力優(yōu)勢(shì)，華東野戰(zhàn)軍部隊(duì)未作堅(jiān)守打算，范兵團(tuán)先后占領(lǐng)南麻、魯村，并于7月11日攻占華東野戰(zhàn)軍在魯中沂蒙山區(qū)的核心基地沂水。此時(shí)中共晉冀魯豫野戰(zhàn)軍在劉伯承、鄧小平指揮下，已于6月30日渡黃河南進(jìn)，進(jìn)行外線作戰(zhàn)；在魯中國民黨軍麇集一團(tuán)、內(nèi)線作戰(zhàn)沒有合適戰(zhàn)機(jī)的情況下，為了配合劉鄧部隊(duì)的行動(dòng)，華東野戰(zhàn)軍亦于7月初實(shí)行分兵作戰(zhàn)，5個(gè)縱隊(duì)轉(zhuǎn)至外線，余下5個(gè)縱隊(duì)由陳毅、粟裕指揮，繼續(xù)在魯中尋殲進(jìn)攻的國民黨軍。由于此次分兵，華東野戰(zhàn)軍內(nèi)線部隊(duì)實(shí)力明顯下降，又因?yàn)槊狭坚膽?zhàn)役的勝利，對(duì)己部戰(zhàn)斗力估計(jì)過高，對(duì)國民黨軍戰(zhàn)斗力過于輕視，致使內(nèi)線作戰(zhàn)未獲預(yù)期勝利。

7月中旬，因?yàn)閲顸h軍自魯中抽調(diào)部隊(duì)對(duì)付華東野戰(zhàn)軍外線部隊(duì)在魯西南的攻勢(shì)，其魯中部隊(duì)暫時(shí)據(jù)守各點(diǎn)，華東野戰(zhàn)軍以此為殲敵之機(jī)，首先集中4個(gè)縱隊(duì)發(fā)起對(duì)南麻的攻擊。據(jù)守南麻的整編第11師（第18軍）為國民黨軍頭等精銳主力，也是陳誠賴以起家的基本部隊(duì)，自江西“剿共”時(shí)期起，即與中共部隊(duì)多次交手，具有豐富的作戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。師長胡璉機(jī)敏精干，上年9月魯西南張鳳集作戰(zhàn)時(shí)，整編第11師在一部被圍的情況下，靠自身實(shí)力救出被圍部隊(duì)，與中共晉冀魯豫野戰(zhàn)軍打成平手。此次進(jìn)占南麻后，胡璉有感于態(tài)勢(shì)較為孤立，立即下令筑工守備，構(gòu)成了以地堡為中心的完備防御工事。7月17日，華東野戰(zhàn)軍以3個(gè)縱隊(duì)發(fā)起對(duì)南麻的進(jìn)攻，遇到整編第11師的頑強(qiáng)抵抗，攻堅(jiān)不利，進(jìn)展甚慢，時(shí)值天降大雨，裝備受潮，更對(duì)攻擊不利。此時(shí)，國民黨援軍4個(gè)軍（師）逼近南麻，擔(dān)任阻援的只有華東野戰(zhàn)軍1個(gè)縱隊(duì)，受命參戰(zhàn)的外線葉飛、陶勇2個(gè)縱隊(duì)因天雨泥淖、路途險(xiǎn)阻而被國民黨軍困于魯南，無法趕到戰(zhàn)場(chǎng)。攻擊南麻的華東野戰(zhàn)軍已處于國民黨軍夾攻的危險(xiǎn)之下，21日被迫放棄攻擊。此時(shí)部隊(duì)已較為疲憊，亟待休整，但華東野戰(zhàn)軍指揮部思慮不周，又命部隊(duì)于轉(zhuǎn)進(jìn)途中于24日起改攻臨朐第8軍。第8軍軍長李彌亦為國民黨軍悍將，十年內(nèi)戰(zhàn)時(shí)期曾在江西參加“剿共”，具有與中共作戰(zhàn)之經(jīng)驗(yàn)。他率所部于21日剛剛進(jìn)占臨朐即奉命進(jìn)援南麻，時(shí)值南麻解圍，中共部隊(duì)移師轉(zhuǎn)進(jìn)，李彌自覺態(tài)勢(shì)危險(xiǎn)，立即督率所部趕筑工事，穩(wěn)固防務(wù)。自24日至29日，華東野戰(zhàn)軍對(duì)臨朐連續(xù)發(fā)動(dòng)猛攻，并一度攻入城內(nèi)，進(jìn)行巷戰(zhàn)，李部則頑強(qiáng)據(jù)守，并得到空軍的大規(guī)模轟炸支持。華東野戰(zhàn)軍在大雨中多日攻擊不克，終以疲師而無法久持，只能在國民黨援軍的威脅下再次被迫撤離。在這兩次作戰(zhàn)中，華東野戰(zhàn)軍對(duì)對(duì)手的戰(zhàn)斗力過于輕視，投入攻擊的兵力為3個(gè)縱隊(duì)，未能形成絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，而且第二次還是未經(jīng)休整的疲憊之師，阻援部隊(duì)僅有1個(gè)縱隊(duì)，不能阻擋對(duì)手的增援（孟良崮戰(zhàn)役投入5個(gè)縱隊(duì)攻擊，4個(gè)縱隊(duì)阻援）；尤其是對(duì)整編第11師這樣一支與中共有交手經(jīng)驗(yàn)、裝備精良，又是以逸待勞的精銳部隊(duì)，輕敵的結(jié)果導(dǎo)致未能一鼓而下，形成被動(dòng)局面；再加上事先未料到連續(xù)大雨的天氣，大大影響了部隊(duì)的后勤供應(yīng)和戰(zhàn)斗力。華東野戰(zhàn)軍內(nèi)線部隊(duì)在這兩次作戰(zhàn)中損失近22萬人，并被迫撤離魯中，轉(zhuǎn)至膠濟(jì)路北和膠東一帶休整，外線部隊(duì)亦在魯南幾臨險(xiǎn)境，減員近3萬人，從而在華東野戰(zhàn)軍內(nèi)部引發(fā)爭論和疑慮，認(rèn)為是“打了敗仗”。粟裕為此專門解釋，這“不是敗仗，也不能算勝仗，只是打了個(gè)平手仗、消耗仗”。華東野戰(zhàn)軍在戰(zhàn)后對(duì)此兩役的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)進(jìn)行了認(rèn)真的總結(jié)。粟裕認(rèn)為，幾仗“均未打好，影響戰(zhàn)局甚大”，原因主要是“對(duì)當(dāng)前戰(zhàn)局亦過分樂觀，而對(duì)蔣頑繼續(xù)維持其重點(diǎn)進(jìn)攻之判斷錯(cuò)誤”，“隨之發(fā)生輕敵”，加以“七月分兵，失去重點(diǎn)”。陳毅和譚震林則認(rèn)為，主要是由于“軍事部署上的錯(cuò)誤與戰(zhàn)術(shù)上的不講究”。盡管他們對(duì)失利原因的看法不盡相同，但粟裕坦誠地表示，他對(duì)所有戰(zhàn)略指導(dǎo)和戰(zhàn)役組織的缺點(diǎn)錯(cuò)誤均應(yīng)負(fù)全責(zé)，并自請(qǐng)?zhí)幏帧ｊ愐銥榇酥码娭泄仓醒胲娢硎尽拔尹h二十多年來創(chuàng)造杰出軍事家并不多。最近粟裕、陳賡等先后脫穎而出，前程遠(yuǎn)大，將與彭（德懷）、劉（伯承）、林（彪）并肩前進(jìn)，這是我黨與人民的偉大收獲”；并表示此次“事前我亦無預(yù)見，事中亦無匡救，事后應(yīng)共同負(fù)責(zé)”。中共中央軍委復(fù)電完全同意陳毅的意見，寬慰陳粟“幾仗未打好并不要緊，整個(gè)形勢(shì)仍是好的。請(qǐng)安心工作，鼓勵(lì)士氣，以利再戰(zhàn)。”(《粟裕傳》編寫組：《粟裕傳》，623—630頁，北京，當(dāng)代中國出版社，2000；王輔一：《華東軍區(qū)第三野戰(zhàn)軍簡史》，239—241頁，北京，中共黨史出版社，2002。)