孟良崮是有名的古战场。相传，宋朝年间著名民族英雄杨六郎曾在这里与辽国军队鏖战，大败辽军。穆桂英大破天门阵，也在离孟离崮不远的沂水县谭家营。杨家军大将孟良曾在崮上安营，焦赞曾在崮下扎寨，孟良崮由此得名。
孟良崮主峰位于蒙阴城东南28公里，处于沂蒙山区的腹心。沂蒙山群山连绵，河流纵横，七十二崮，点缀其间，四季风光，绚丽多彩自从新四军北进山东以来，陈毅军长即率领二三十万大军在这里与敌军拼杀，既是将军又是诗人的陈毅，对沂蒙山的秀丽景色赞叹不已，1947年5月11日，他率领华野司令部由蒙阴板崮崖向西王庄进发、路过沂源县张庄区时，诗兴大发，吟词一首:《如梦令·临沂蒙阴道中》
临沂蒙阴新泰，路转峰回石怪。
一片好风光，七十二崮堪爱。
堪爱，堪爱，蒋军进攻必败！
如今，著名的古战场又成为决定全国解放战争命运的战场，敌我双方70多万兵力胶着在此，准备决一雌雄。
张灵甫被华野5个纵队包围在孟良崮的消息传到南京后，蒋介石先是大吃一惊，后又认为该部是战无不胜的“王牌”，又处在易守难攻的有利地形，汤恩伯另外7个整编师都靠得较近，外围的二、三线部队也大军云集，不仅没有被歼灭的危险，相反，却是“国军”同华野决战、对华东“匪巢”“犁庭扫穴”的绝好机会。蒋介石说:“抓住山东共军主力，实为难得之良机，务必奏奇功之一役。”他激动得坐不住了，偕国防部长白崇禧、参谋总长陈诚，由南京飞抵“陆军总司令部徐州司令部”督战。他一面命令张灵甫把师指挥所移到孟良崮上，居高临下，吸引共军主力。一面接二连三地命令周围的12个整编师向孟良崮方向攻击前进，企图以13个整编师的兵力内外夹击与我军决战。为了实现其“宏伟”计划，蒋介石派白崇禧和陈诚到第一兵团司令部驻地临沂城进行新的部署、策划，并令第一兵团司令官汤恩伯亲赴孟良崮前线指挥作战。
陈诚到临沂后，极力给张灵甫打气。他狂妄地说:“这个战役的结果只有一个，那就是我们的辉煌胜利。消灭陈毅所部，我们就能保住东南半壁江山。”又说“蒋委员长对这个战役抱有很大的希望，我们已经下达最严格的命令，命令外线部队同你们密切呼应，你们也要密切配合，来一个内外夹击，中心开花，尽歼顽敌。汤恩伯更是拼命给张灵甫鼓劲:“贵师为全区之枢纽，只要贵军站稳，则可收极大之战果。双方刚交战，南京国民政府新闻局长董显光，居然召开中外记者招待会大吹牛皮:“政府对山东之军事发展引为满意……国军已与共军主力接触而击破之，相信该省大规模战事不久可以结束。
陈在主子、上司的一片鼓励声中，陷入重围的张灵甫，不但不认为末日即将来临，竟洋洋自是地说:“以我张灵甫为诱饵，把共军吸引在我周围，有利于四面夹攻，两下一挤，共军就完蛋了。”
密切注意着沂蒙战局的中共中央军委、毛泽东主席，针对国民党统帅部的部署，指示陈毅、粟裕两位首长；不要贪多，首先歼灭整编第七十四师，然后再寻战机。根据这一指示，陈毅在作战会上斩钉截铁地说:“陈诚、白崇禧叫张灵甫居高临下，中心开花，我就叫张灵甫片甲不留，自掘坟墓！”
鉴于敌军动用12个整编师增援，近者不足10公里，远者亦仅一两天路程，形势十分紧急，陈毅命令各主攻部队发扬连续作战的作风，要不惜一切代价把孟良崮拿下来，敲掉敌人这个轴心。他要求部队不要怕敌人天上的飞机和地面的援兵。指出:我们有困难，敌人更困难，一定要坚持打下去，不能有丝毫动摇！一定要在敌人援兵没有完全靠拢之前，坚决、彻底、干净、全部歼灭整编第七十四师，不使敌人跑掉一个。同时命令各阻击部队要全力以赴对付强大援敌，坚守阻援阵地，确保主攻部队的侧后安全。陈毅还亲临前线，作政治鼓动工作。他见到部队的干部和战士，就用洪亮的声音说:打赢这一仗，我们就能在山东的石头上站住脚，就走上坡路、上高山，坐北朝南。蒋介石就走下坡路、下泥坑；打不赢，我们就得屁股朝南过黄河。战争就是这样，不是我们消灭敌人，就是敌人消灭我们，我们必须克服一切困难，发扬大智大勇，将敌人歼灭在孟良崮一线！
各部队迅即传达华野司令部的命令和陈毅的指示，采用各种方式，广泛开展战场鼓动工作。我军指战员连日血战，极为疲劳，但见蒋介石的“王牌”陷入重围，无不兴奋异常，请战书如雪片纷纷飞到各级指挥员手里，表示不怕任何困难，不怕任何牺牲，坚决把强敌吃掉。部队战士响应陈毅的号召，还编写了首打整编第七十四师的歌曲在全军传唱:
端起愤怒的刺刀，刀刀血染红！
射出仇恨的子弹，打进敌人心胸！
人民战士个个是英雄，飞跨沂蒙山万重！
攻上孟良崮，活张灵甫，消灭七十四师立奇功！
红旗插上最高峰！红旗插上最高峰！
于是，“攻上孟良崮，活提张灵甫！”便成为华野全军的战斗口号。
华野首长仍然决定以5个纵队及特种兵纵队主力围歼整编第七十四师，4个纵队打援。主攻部队的攻出方向是，第一纵由西面，第八纵由东面，第四纵由北面，第九纵由东北面，第六纵从南面。
15日竟日，整编第七十四师踞守孟良崮、芦山等山头竭立顽抗，每一处阵地、每一座山头都要经过反复争夺，得而复失，失而复得。除炮战外，更激烈的是短兵相接，肉搏格斗声震撼了山谷，鲜血汇成了沟渠，满山遍野到处是尸体、伤员，哀号呻吟声响彻四野。我军的攻势，正如敌军在战报中所描绘的:“在炽盛火力掩护下，逐波冲锋，势如潮涌”。
第一纵既在宽大的阵线上抗击整编第二十五、第六十五师的增援，又要封闭整编第七十四师的退路，两面作战，兵力严重不足打得十分吃力。当纵队指挥员接到陈毅要他们协同兄弟部队把张灵甫这个轴心敲掉的电话后，都感到担子沉重。经紧急磋商，叶飞司令员下决心说:“从阻击部队中抽兵，集中力量向孟良崮攻击！一面挡住百万大军’，一面取‘上将首级’！我们一定要做到！”副司令员何克希、副政委谭启龙、参谋长张翼翔都赞成这个决定。
在具体部署上取得一致意见后，叶飞抓起电话机，向各师师长交代任务。又把第一师师长廖政国找来，问他:“我们把主力部队都拿去攻击孟良崮了，只留给你刚从地方上升级的第三团、第九团，加上你师第二团，固守塔山、尧山、天马山、界牌。这一线紧靠沂水、蒙阴公路，全长30多公里，在这里，你们要挡住两个整编师，保证主力拿下孟良崮，你看行吗？”廖师长知道任务十分艰巨，但他什么困难也没提，只是默默地点了点头，把任务承担了下来。5月15日，该纵独立师、第二师重新夺回330、285高地，占领围攻孟良崮的有利阵地。尔后，两师齐心合力从西面向孟良崮520、540高地攻击，于次日拂晓前攻至西540高地，并有一个连攻至孟良崮。
第八纵担任主攻任务的第二十三师，从5月13日夜在盘龙山仁寿庄歼灭整编第八十三师搜索营开始，几天来一直处在极为紧张的战斗中，14日晚又经过彻夜血战攻占万泉山，堵死张灵甫南逃的最后一个大门，部队已相当疲劳。师长陈宏、政委李耀文请示纵队部，可否留几营兵力作为师预备队。纵队司令员王建安回答说:“我们是在敌人大兵团腹心中作战，阻援部队的压力很大我们如不力争速决、全歼整编第七十四师，即使战斗得到胜利，也很难跳出敌人的重围。你们要全力以赴！”于是，该师除留一个多连队警卫师指挥所和看押俘虏外，集中全部兵力8个半营以万泉山为跳板进攻芦山。16日拂晓占领芦山、雕窝之间高地，并与敌展开反复争夺。
第四纵继续向南进攻，第十二师由岸堤经五石垛芦山庄向孟良崮攻击；第十一师由新兴庄向仁合庄、唐家峪攻击；第十师由贾家庄经石匠崖向焦家峪攻击，拂晓时分攻至540、520高地。
第九纵第七十五团由大碾攻击520高地，第七十六团由雕窝向西攻击孟良崮，一部向芦山攻击，第七十七团由大碾向南攻击孟良崮，占领孟良崮东北两个高地。敌集中兵力与我争夺，雕窝、大碾及两个高地被敌夺去。15日13时全面总攻，第六十团当即将雕窝夺回，向孟良崮攻击；第七十七团将两个高地夺回，向孟良崮攻击；第七十五团攻占520高地北面小高地，发生激烈争夺战，幸亏第四纵赶来增援，将敌击退，保住阵地；第七十三团攻占大碾，继续向东540高地攻击，拂晓时逼近高地，并与敌反复争夺。
第六纵第十七师两个团，密切配合第八纵向孟良崮侧翼进攻。第十八师第五十三、第五十四两团于8时，不顾敌机扫射、轰炸，在我军强大炮火支援下，向整编第七十四师外围阵地横山、官山、大山场一线发起猛攻，敌反复争夺。双方激烈搏斗，互有进退，多次短兵相接，撕打成团。经两小时苦战，第五十三团终于突破敌人前沿阵地，夺占横山、官山两个高地。第五十四团于占领荡子朗后，向业家沟攻进，与敌两个营反复拼杀，形成对峙局面。当晚，第十八师调整部署，加强炮兵和机枪，向业家沟、杨家庄之敌猛攻。敌遭我排炮重创，死伤累累，我步兵乘胜冲击，突入敌阵，将守敌大军歼灭，残敌逃向东540高地。业家沟、杨家庄、大山场等阵地全部为我夺占，孟良侧背完全暴露在我军面前。
孟良崮、芦山及其周围山头，方圆不过数里，全是岩石山地，无法构筑工事。敌两万多人马及辎重密挤在山头和山谷里，我军一发炮弹落地开花，弹片夹杂着炸起的石头，一弹成多弹，敌人往往死伤一片。入夜，敌人生火做饭，山上山下星火点点。我炮兵见火光就打，一顿火炮过后，整个山头山谷一片漆黑，再也见不到火光闪烁。敌退路交通运输线早被切断，所带粮草快已用完，所占地区可吃的东西都被敌人抢光吃光了，泉溪大部干涸。盼望下雨吧，可是连日晴天，仅有几缕浮云，没有一滴雨水。敌人的唯一救命线是从南京、徐州空运弹药、粮水。可空投少，敌机惧怕我对空火力，不敢低飞，投放不准确，大多落在阵地外面。为了给飞机指示空投点，敌人在山头摆上识别标志。敌人铺红布，我军战士也铺红布；敌人换白布，我战士也换白布。敌飞行员不辨真假，把许多弹药、馒头、大饼、饼干、牛肉、水等扔在我军阵地上。我战士看到有些橡皮水囊落向敌人阵地，迅即开火，将其打穿，使囊中贮水流失殆尽。敌军好歹得到一点空投食物，便你抢我夺起来，以至多次发生火并，抢不到东西的敌人竟绝望地端起汤姆枪向飞机射击。敌人饥无食，渴无饮，弹药少，处境极为狼狈。我军战士高兴地说:“瞧瞧蒋介石、顾祝同的天才’指挥吧，又下了一着死棋！”“张灵甫这一下要演一出‘马谡失街亭了！”
敌人口渴难忍，便与我拼命争夺仅有的几眼山泉，在第九纵控制的野猫圩沟，有一眼山泉，泉水清甜旺盛。敌人在迫击炮、机关枪掩护下，向山沟发起连续性集团冲锋。我第二十五师第七十三团一个连英勇反击，连指挥员接连牺牲或负伤，先后有7名干部战士自动代理指挥。敌人先后发起20多次冲锋，除留下一大片死尸外，毫不所得。被困敌人万般无奈，只好饮马血，吞马肉，有的连马尿、人尿也喝掉了。重机枪缺水后，先是用人尿，最后尿也尿不出来了，只好闲置不用。
战至黄昏，我军相继攻占大碾庄、冯家庄、25高地、大腿山、横山等阵地。张灵甫感到战况愈加严重，于是于黄昏倾全力分两路向垛庄突围，被第六纵打回；复向西突围，被第一纵打回；再向东突围，又被第九纵打回。我乘机攻占了雕窝、大碾等重要阵地。张灵甫突围失败后，决心据守仅存的阵地待援，并调整部署。以第五十一旅主力接替第五十八旅520至540高地间阵地，一部防守山脚冯家庄至285高地间要点；以第五十七、第五十八旅全部守东540、600高地及孟良崮主峰。我军发现敌军企图后，立即发起猛烈进攻，并组织若干突击小组，钻入敌人阵地四处鸣枪、投掷手榴弹，致使敌军更加惊慌和混乱，甚至自己人也分不清对打起来。
战役自5月13日晚上打响以来，我军经过两天两夜血战，到15日晚，将整编第七十四师及整编第八十三师第十九旅第五十四团残部两万余人，全部压缩到芦山、孟良崮主峰及600、东540、西540、520、285高地上。在张灵甫部督战的兵团副司令官李延年，吓得于上午跑回临沂。在我军“势如潮涌”的凌厉攻势下，原来一直叱责部署要“沉着，沉着”的张灵甫自己也慌了手脚。报话机发出的呼救声越来越急促，他一反平日趾高气扬、不可一世的专横作风，向左翼整编第二十五师师长黄百韬、右翼整编第八十三师师长李天侠苦苦哀求:“黄先生，请赶快向我靠拢！”“先生，请看在党国的面上，赶快拉老弟一把！”
在蒋介石、顾祝同及汤恩伯的严厉命令和张灵甫的哀求声中，敌增援部队向我阻援阵地猛攻，步步向孟良崮进逼。整编第九、第十一师已攻入蒙阴，第五军已打到新泰，整编第六十四师也打到青驼寺，远的一二十公里，近的不到5公里，大炮已能打到我主攻阵地。敌在外围的其他部队也向我军围拢上来。
敌我态势极其微妙，我军5个纵队将张灵甫部围在中间，张灵甫为了求生，竭力突围，向整编第二十五师靠拢；敌十几个整编师又将我包围。就像下围棋，围中有围。主攻部队如果不能在5月16日全歼张灵甫，势必将陷入敌军重兵包围，用我军战士的话来说，就是要被敌人“包饺子”了。战役的进展已经发展到了顶点，好像演戏一样到了最后的高潮，战役的胜败，已经到了最短时间内的决斗。陈毅说:这几天，我们打得很好，也打得很苦。但是我们要争取时间，分秒必争，不能再拖延时间，贻误战机，要在24小时之内消灭整编第七十四师。于是，陈毅下决心提前解决战斗。为了统一主攻部队的指挥，发挥主攻部队最大的作用，迅速解决孟良战役，15日夜，陈毅授权第一纵队司令员兼政委叶飞统一指挥第一、第四、第六、第八、第九纵汇攻孟良崮。
陈毅在电话中急切地对叶飞说:“叶飞呀，无论如何要在16日拂晓前拿下孟良崮。消灭整编第七十四师，我们就全盘皆活了！”接着，陈司令员果断地说:“不论付出多大代价，哪怕拼掉两个纵队，也要完成任务！”叶飞承担了主攻指挥任务后，粟裕又马上来电话询问:“什么时候可以总攻？”叶飞回答:“需要两个钟头，下半夜1点可以实施总攻，现已规定了总攻信号。”叶司令员又向粟裕汇报“我同第四纵、第六纵已接通电话，但第九纵还没联系上，请总部通知他们作好总攻准备。”粟裕连声说:“那行，那行！陈毅还逐个询问各主攻纵队情况，协助叶飞进行总攻动员他郑重地对第九纵司令员许世友说:“聚歼整编第七十四师，成败在此一举！我们能争得的时间已经不多了。你们的情况怎么样？能不能把孟良崮拿下来？”许世友立即答到:“现在已经打成这个样子，还能让敌人跑了？我手头还有一个师没有用上，整编第七十四师不要想从我这里跑掉一个人！通通打完，把它消灭！”陈毅听后以他特有的宏大嗓门说:“好！把孟良崮拿下来，你们损失一千，我给你们补一千，损失两千，我给你们补两千。谁打下孟良崮谁就是英雄！许世友意识到最后突击的时刻来到了，当即命令各部调整加强战斗组织，抽调机关人员补充战斗部队，并令所有预备队全部投入战斗，他对第二十五师师长萧镜海说:“你们师长当团长，团长当营长，营长当连长，给我带头冲。
参加主攻的各个纵队接到总攻命令后，迅即调整部署，准备总攻。第一、第四、第九纵及第六纵第十八师等部，一齐汇攻除芦山之外的所有高地。第一纵第一师第一团，第二师第四、第六团，独立师第一、第三、第六团配合第四纵攻击520、540、600高地；第六纵第十八师第五十二团由马家庄向西540高地攻击，第五十四团由杨家庄一线向东540高地攻击；第九纵第二十三师第七十五、第七十三团向520、540、600高地攻击；第八纵及第六纵一部攻击芦山。
我10万大军云集，哈气成云，同心协力，直取孟良崮、芦山等山峰。15日夜，我军以绝对优势炮火向山群轰击，隆隆炮声如阵阵沉雷整个山群陷一片火海之中。我军将士遵照陈毅“以最大的勇敢，最强的毅力，最有效的手段，攻上孟良崮，活捉张灵甫的指令，冒着敌人猛烈的炮火和纷飞的弹雨，高喊着:“立大功，上高峰，共产党员带头冲！”的口号，像一群群爬山虎，向敌人盘踞的各个阵地发起最猛烈的攻击。
某部一连突击排于16日凌晨1时许，冲过友邻“镇海”部队的阵地，直插520主峰。守在山头阵地的一群敌人扭头便向山顶逃窜，边逃还边喊:“老八路来了，快跑！快跑！”
一呼百应，山头上人马都乱跑乱叫起来。战士罗光德将一匹白马拴在树上后，高声喊道:“后面部队快上呀！敌人垮了！”张德明在敌人挖好的一个工事里架起机枪，“哗哗哗”直扫，友邻部队也架起一挺机枪，照着敌人围墙打起来。敌人伤兵在石缝里纷纷喊叫，一个敌军指挥官急得喊道:“你们排长呢？赶快准备好刺刀、炸弹冲呀！”敌士兵也喊着“冲呀！”可是一个也不敢露头。罗光德响亮地答道“刺刀、炸弹早就准备好了，你美国干儿子上来吧！”敌人的照明弹又亮起来了，罗光德趁机跪起来观察敌军机枪阵地，照明弹刚灭，我军的排子枪便响了。敌军集中小炮、掷弹筒、六O炮、轻重机枪向他们打来，但敌人一露头，他们就送上一排子弹。突然，一班班长倒在了血泊里，战士周业要背他下山，他吃力地说:“你去完成你的任务吧，我已经不行了！”战士朱振兴被炸伤了，罗光德急忙将他转移到一块石头后面，帮他把身上的弹片摘把干净，包扎好，又向山顶冲去。
当六连二班就要冲上山顶时，一发炸弹打在队伍中间，组长李六保牺牲了，战士李守义也被炸伤。战友忙问哪个挂彩了，李守义答:“不管它，我包扎好了，前进！在距山顶20米处，遇到一片面积很小的开阔地，敌军一个排在两挺重机枪、3挺轻机枪掩护下扑了下来，十几条汤姆式吐着耀眼的火舌手，手榴弹也一排排砸过来。突击组长俞良新抓着两颗手榴弹迎头冲了上去，手榴弹一炸，敌人吓慌了。班长周木良乘机把二班拉下20米，利用石头作掩护，封锁开阔地上的敌人。敌人无法冲过来，便退回山顶事，集中火炮向二班轰击，排长等人又负伤了，两侧山头上我兄弟部队也被敌人强大火力压下去，他们成了突出在520高地最前沿的一个钉子。敌人又冲下来，周木良喊道:“牺牲就牺牲，阵地要守住！”副连长也喊道:“对！阵地一定要守住！”已负伤的突击组长俞良新一边骂道:“妈的！看你有多顽固，我就不相信！”提着手榴弹再次冲了上去，周木良也紧跟着他冲上去。他们把手榴弹摔出后，全部负伤了，俞良新屁股上给炸开一大片，周木良的腿上也给打了两个洞。两人都不能动后副班长出来说话了:“沉着点，来就干掉它！我们坚决封锁住这一线开阔地！”。
敌人的汤姆子弹像急雨一样擦过头顶，手榴弹成堆地在他们身后爆炸，他们艰难地与敌人对峙着。不到一刻钟，敌人动摇了，二班首先冲了上去，第一、第二排紧接着冲了上去，左右邻兄弟部队，也像潮水般拥了上去，我军占领了敌人的山炮阵地，山顶小圩子的敌人垮向山沟。敌第五十一旅少将旅长陈传钧急得把望远镜一摔，把地图撕掉，唉声叹气地说:“这下子我可死在这里了！他顾不得指挥部队，随着人群东挤一头，西撞阵，最后被我军俘虏。我突击班机枪组长王兴其的机枪像火龙一样追逐着敌群，我军的红旗终于插在了520高地上。
东、西540高地均位于孟良崮主峰西北侧。先是敌师部指挥所驻地，由第五十八旅防守，敌调整部署后，师部及第五十八旅移到600高地及孟良崮主峰，540高地由第五十七旅接防。攻占该高地，既可威胁600高地及主峰，又可控制整个山群和敌人屯积兵马的山谷。
自5月14日上午开始，我军即攻击540高地。5月16日凌晨1时，第一纵第二旅攻到距高地400米处。3时，第九纵攻占孟良崮东北高地，第二十五师一个连攻上东540高地。3时30分，第一纵两个团也攻至西540高地。敌又与我反复争夺。
东方刚透出一丝光亮时，高地上的敌军放肆地狂叫起来:“冲呀！杀呀！美国枪在这里，你们来拿呀！天亮了！一个个把你们捉活的。”离540高地最近的山头520高地上，我军的六○炮、掷弹筒、轻重机枪密密麻麻地排列着。我军指战员愤恨地注视着敌人的行动，察看着周围的地形，等待着出击的命令。
攻击开始了，我军的炮弹“呼呼”地穿过阵地上空在山峰上爆炸；机枪像狂风卷向敌人阵地。冲锋号声中，我“长兴”部队第六连、特务连，从陡峻的山石上径直冲上敌人阵地。敌人以猛烈的火力向我反击。急雨似的美国手榴弹在突击队里爆炸；排子六O炮、掷弹筒泻入我六○炮阵地所在的山腰；伯伦机枪和汤姆式横扫着，曳光弹像一串串红火球乱飞、乱钻，打得山石火光迸射，铁片、石片四处飞溅。攻击部队在敌人密集的火网下，被压得抬不起头来。忽然，一阵狂风拔地而起，飞沙走石打得人们睁不开眼，攻击部队完全被压在阵地前沿，掩护冲锋的炮火也被敌人遮断。天大亮时，敌军两架“小流氓”飞来助战，翻上覆下扫射我军阵地。敌人从石圩缺口爬出来，开始向我军反击。“一定把敌人火力压倒！一定要压倒！”长兴部队蒋政委命令机枪手迅速射击，并亲自喊着“一、二！”秦副团长一面端起轻机枪站着扫射，一面高喊:“快打排枪！”冯副连长一会儿打掷弹筒，一会儿打机枪。全部火力一齐发射，压倒敌人火力，冲下来的敌人纷纷倒在我阵地前。在最危急的时刻，我军战士看到团长、政委亲自参加战斗，受到极大鼓舞，被敌人压下来的战士们，一听到团指挥所的前进号声，爬起来攻到离敌人三四十米的地方。当3只冲锋号一齐吹响时，我军战士又猛扑上去。这时，敌人早已准备好的空炸枪弹筒，纷纷在我火力阵地上空炸开；更密集的排子手榴弹、六O炮向我军袭来。烟雾、灰沙、石子、火星……，接着是耳聋目痛…
我军连续发起7次冲锋，都被敌人反击下来。机枪子弹打光了，步枪子弹也快完了，掷弹筒的箱子也一个个空了，遍地是弹筒弹箱……狡猾的敌人喊道:“我们缴枪了！”当我军战士站起来表示欢迎时，突然又向我射击，许多战士倒了下去。敌人又高喊:“你们不行了，缴枪吧！”企图瓦解我军。战士们个个气得脸色铁青，每个人都抱定坚
强的信念:一定要拿下540高峰，一定要消灭整编第七十四师。
蒋政委像千百个勇士一样，仍然屹立在阵地上，不管敌人如何顽强，不管敌人炮火多么猛烈，都不能影响他的指挥决心。在用仅余的子弹打退敌人再一次反扑后，生力军上来了，机枪子弹运上来了，六O炮运上来了，九二步兵炮也来了，更密集的火力组织起来了。
我军炮火排山倒海似地袭向山顶，在九二步兵炮的巨响中，敌人固守的石圩被轰开一个缺口，石圩内外烟雾弥漫。有战斗经验的人都知道这是冲锋的良机。在前沿的“长兴”部队一排副排长王春生举起卡宾枪一指:“冲”一班班长陈德胜“呼”地冲了上去。突击组长杨德兴带领张继尧、王家春、张培根，一面投掷手榴弹，一面乘着烟雾冲上去。与此同时，我军各个部队一起发起冲锋。敌人两挺机枪和两支汤姆拼命扫射，一班冲到敌人阵地前沿，与敌人拼开了手榴弹，你来我往，爆炸声如敲急鼓。一班副班长带一个组，从西北角迂回到敌人阵地，“德清”、“孝丰”和“胶州”部队也分路冲了上来，敌人垮向山坡，伺机反扑。激战时，张灵甫曾亲到540高地督战，但因我军攻势猛烈，又匆匆遁去。敌第五十八旅旅长卢醒也被我炮弹炸伤面部，不能讲话，被其部属抬向600高地师指挥所山洞。一个连的敌人扑下来，我军又与敌人拼杀起来。机弹打光了拼手榴弹、刺刀，手榴弹打光后又捡起敌人投掷过来的手榴弹回敬敌人。战士张继尧、王家春从敌人堆里拖出两挺伯伦轻机枪，“哗哗”地向敌群扫去。16日9时，我“德清”部队占领西南高墩，其他部队也扑上山去，一阵激战后，山顶上除了敌人尸体、伤兵外，再没有敌人踪影了。
下面再说芦山方面战斗。芦山，位于孟良崮东南公里许，是孟良崮南面的重要屏障。守敌是整编第七十四师一个团。5月1日晚，第八纵第二十三师全部兵力8个半营，从东北、正东、东南3个方向向芦山发起进攻；第六纵第十七师第四十九团和第十八师第五十三团，沿横山东侧配合第二十三师进攻。
第二十三师首先以猛烈炮火将敌炮兵阵地摧垮，继之发起进攻。拼命顽抗的敌人从山脚开始布防，层层扼守，与我突击部队反复拼杀、争夺，经激烈战斗，我军攻占敌第一、第二道外围阵地。敌人凭借复杂的地形和强大火力掩护，疯狂反扑，与我短兵相接。我与敌人展开肉搏战，重创敌军，但敌人极其顽强，至死不退，一次反击被打退，又一次反击立即扑下来。16日2时30分，我军从东面攻上山顶，但因冲上去的部队少，且立脚不稳，又被敌人反击下来。激战至拂晓，我军毫无进展，仅保住第一、第二道外围阵地。
此时，师指挥所的电话铃响了起来，第八纵司令员王建安传达陈毅、粟裕首长的命令:“山东解放区的安危，决定在12个小时之内，你师务期于天黑以前结束战斗。拿下了芦山，孟良崮之敌不战自溃……”任务极其艰巨师长陈宏放下听筒，与政委李耀文匆匆向前沿赶去。
集结在山下的强大炮兵于10时许再次向山顶急袭，山炮、野炮、榴弹炮等各种炮弹一起飞向敌人阵地，山坡、山顶全部淹没在浓烟烈火之中。某连小炮排以密集的炮火轰击猬集于石堆中的敌军，100余发炮弹全部落入敌阵，300多名敌军被炸死炸伤；神炮手司继和的大炮第一炮即命中敌群，迫使其混乱后退，紧接着连发3炮，将敌群炸成数段，继又发榴散弹3发，在敌团指挥所上空两米处炸响。尔后，他又连发数十炮，300多敌人被他的大炮弹炸得粉身碎骨。
在嘹亮的冲锋号声中，我军5支箭头飞向山顶。某部第七连击退敌人两次反冲击后，乘势追到一小山洼，但敌人在一块半间屋子大的岩石后面死命阻击。我军集束手榴弹在岩石前后左右炸裂，机枪子弹也像急雨敲打着岩石，硝烟笼罩着整个山洼。我军冲上去后，成群的敌人端着刺刀从岩石冲出来同我肉搏。我一排长一气即刺倒3个敌人。经过20分钟的恶战，七连终于占领了这块巨石，并向山头敌人冲击。
第二十三师第六十七团著名的“安丘连”在接近敌人山头阵地时，敌人突然跃起反击，将他们压在山坡上。就在这危急时刻，第六纵一个营从侧翼向敌发起反击，钳制住敌人。“安丘连”乘敌稍有动摇之际，勇猛冲入敌群。第六纵这个营即主动要求归第二十三师指挥，紧密配合“安丘连”进攻。副排长谢德元率全排攻占了最接近芦山顶的一个山地，俘虏敌军300多人，缴获六○炮1门、重机枪1挺、轻机枪8挺。三排随即发起冲锋，英雄刘光荣班率先冲上芦山最高峰，与敌人展开肉搏战。互助班长彭德忠最先冲入敌群，当敌人调转机枪向他射击时，他腾空跃起扑向吐着火舌的机枪，与敌机枪手交手撕打起来，最后，他终于夺过机枪，向敌群猛扫。陈微宽、薛寿峰互助组，打退蒋军数次反扑，缴步枪30多支。刘志强一挺机枪毙伤敌30名。敌人机枪封锁住一排冲锋道路。我机枪手沈佃林向敌人猛射，战士孙景运乘机冲上，夺过敌人机枪向敌人开火。坚守天台山大名鼎鼎的第六十九团“李干排”，在战斗英雄、副连长张希春率领下，翻上陡岩峭壁，扑向山顶，与敌展开肉搏。杜世盛挺着刺刀，一气刺死十几个敌人，巩固住阵地。第六十八团第一营在营长李浩率领下，也从芦山东侧攀上顶峰。下午1时许，我各路部队汇集山顶，一面向残敌猛冲，一面高喊:“缴枪不杀，优待俘虏！”此时，残敌再也无力顽抗，有的摇晃着美式军帽，有的拍着双手跪在地上投降，还有的蜷伏在岩石中束手被擒。芦山大小山头上，敌军尸体枕藉，枪支弹药遗弃遍地，战马到处狂奔，一批一批的俘虏被押下山来。
被俘的敌第五十七旅旅部司书告诉记者:“昨夜我感到我们的前途不乐观，我就把仅有的两件新衬衣都穿上了。”他又说:“整编第七十四师算是一支最强的军队，但是你们在3天内就把我们全部消灭了！攻克芦山后，第二十三师迅即向孟良固冲去。