泉城之战终于开打了。华野把攻击的重点放在西面，这也确实是置敌于死地的一招。王耀武也料到了这一点。他判断"解放军的主力在西，先集中兵力取下飞机场，以截断守军之空运"。于是，他特地从总预备队中抽调两个旅充实西侧力量。这样就相对削弱了东线防御力量，恰好为东线作战提供了较好的条件。
1948年9月16日夜，正巧是中华民族传统佳节中秋的前一天，秋高气爽，月明星璨。王耀武和他的将领们正忙着准备月饼等过节。华野东西两兵团按照预定计划，于晚上10时同时发起攻击。经过一夜激战，华野东线兵团以迅雷不及掩耳之势，攻克了被守军称之为"铁壁铜墙"的济南屏障：
 
茂岭山和砚池山。令王耀武大感意外，他觉得粟裕用兵就是与常人不同，竟然将易守难攻的东面作为主攻方向。急忙将已经调到西线的两个旅又调到东面，并将原来部署在飞机场西面的一个旅调到商埠，以加强城区防御。这样部署，却又给在西线作战的华野西线兵团，创造了颇为有利的条件。
华野西线兵团，以排山倒海之势，迅速扫清了敌人的外围据点，并用炮火控制了西郊机场，切断了敌人的空中通道。又在军事打击和政治争取双重作用下，促使吴化文率领三个旅约两万余人战场起义。在敌人的西部防御线上，打开了一个大缺口。
在东、西两线全面吃紧的情况下，王耀武坚守济南的信心已经彻底地崩溃了，连忙急电蒋介石，恳切请求"可否一举突围"。蒋介石复电，严令他"坚守待援"。王耀武无可奈何，只得重新调整部署，以做垂死挣扎。 6park.com

粟裕觉得，以西线为重点的攻城的目的已经达到。为了不给敌人喘息机会，决定乘敌人调整部署之机，迅速扩大战果，指令两攻城集团实行东西对进，充分发挥钳形攻势的作用，向商埠和城区猛烈进攻。9月20日，他在给攻城指挥员的电报中指出："战局可能迅速发展，望令各部就现势以三、十及十三纵合力向商埠攻击，得手后，则全力攻城。"
战局进展快，不等于战斗不激烈，尤其是围攻邮电大楼（国民党军第二绥靖区司令部驻地）的战斗，进行得异常惨烈，三纵八师师长王吉文，就是亲自在前线直接指挥攻楼战斗而壮烈牺牲。这在解放战争中是十分罕见的。每一层楼都经过反复争夺，华野攻城部队英勇机智、前仆后继，终于将负隅顽抗的蒋军一个加强团全部歼灭，无一漏网。勇士们冲进邮电大楼，豫东战役中的解放战士熊金发第一个冲上大楼顶部，从旗杆上扯下青天白日旗，在战士们一片兴高采烈欢呼声中，那面褪了色的国民党旗，在硝烟弥漫中飘落下来。
站在熊金发背后的是他的排长。这个来自苏中老根据地的青年干部，对粟裕怀有无限的敬意和深厚的感情，"嘿嘿，我们是粟司令的战士"是他高兴时常挂在嘴边的话；批评人时就常讲："你自己看看呀，你哪一点像我们粟司令的兵？"熊金发转过身来问："排长，我像不像粟司令的兵？"
"你是粟司令指挥下的英雄战士！"
"我可不可以入党？"
"我就是你的入党介绍人。"
从9月20日至9月23日，华野攻城部队攻占了商埠和外城，紧接着向内城发起了总攻。
9月22日，粟裕为了防止济南守敌突然突围逃跑，从而作了十分周密的部署。命令第十一纵队进至莱芜地区；第六纵队进至新泰地区；苏北兵团抽一个纵队进至蒙阴桃墟地区；组成了三道严密的截击线。同时，还命令第一纵队主力于济宁、兖州间机动，配合攻城部队，截击济南突围之敌。
9月24日清晨，王耀武已能清楚地听到枪炮声了，他在洗漱时，已经感到大地的颤抖，他知道，大势去矣！他共有四个由他本人亲自训练、直接指挥的独立营，便派了两个营去探查突围路线，被歼大半，失败而归。于是，他实施了早已秘密谋划好的逃跑计划，在另两个精锐独立营的掩护下，化装潜逃。但是，只逃到了寿光县，就被民兵活捉。 6park.com

在阻援打援战场上，粟裕采取"夹运（河）而阵"的作战部署，把打援集团的18万部队分别部署于运河两岸地区。在运河以西，配置了两个纵队另两个旅，利用水洼地带易守难攻的有利地形，构筑了四道防线，坚决阻击由鲁西南向北进犯之敌。在运河以东，配置了六个纵队另四个团，将打援战场选择在运河东的邹县、滕县之间，准备歼灭由运河以东或沿津浦路北进的援军，而且以歼灭邱清泉的第五军为主要目标。粟裕认为，这种部署的好处是：
 
无论敌人沿津浦路还是沿运河两岸北进，都不易靠拢，而易于被我各个分割歼灭；我军以兖州为中心布阵，主力部队转移方便；打援战场距济南较远，有利于保障攻济部队作战，也有利于尔后扩大战果。
负责援救济南的总指挥，是徐州"剿总"副总司令杜聿明。他亲自指挥邱清泉、黄百韬、李弥三个兵团援救济南。杜聿明采取声东击西的策略，大造声势，扬言主力沿津浦路北进，实际上其大部队是沿运河东岸北上。这一切都在粟裕预料之中，如果他放胆北进，正好进入粟裕预先设计好的伏击圈，国民党军的第五军也就因此而不存在了。杜聿明决非等闲之辈，他的文韬武略不在王耀武之下，是蒋介石十分器重的爱将。他一方面竭力侦察华野打援部队的准确位置；另一方面，命令救济的先头部队邱清泉兵团，每天前进不得超过10公里，邱清泉心领神会，每天进展仅5公里左右，一直到华野部队攻克济南，邱清泉兵团才进至鲁西南的成武、曹县地区，而黄百韬、李弥兵团尚在徐州地区集结的过程中。邱清泉得知济南失守，惧怕被歼，一天工夫，就缩回徐州、商丘一带。
杜聿明后来对黄百韬说："粟裕有36万多人马，攻济只用了15万人，还有20多万人在哪里？不弄清这个问题，而我们却盲目北进，那就成了豫东的区寿年啦。"
"杜总，你真是高明啊！" 6park.com

"你是知道的，粟裕用兵，打援比攻城还狠毒，在豫东，他宁可放弃开封，而竭力全歼我区寿年兵团，我们不得不小心行事啊。"
"总座，你实在是太英明了。"在黄百韬心中，还存有在豫东战役中险些被歼的后怕呢！
在阻援打援的战场上，国民党军虽然逃脱了被歼的命运，华野仍然达到了坚决阻止援军不得迫近济南，使攻城部队有足够的时间而无后顾之忧地攻克济南。
粟裕作为济南战役的全军指挥者，不仅参与济南战役的战略决策，主持制定了攻济打援的作战部署，并且指挥了济南战役的全过程。著名战史专家张光彩在总结济南战役的战史后，心潮难平，欣然写下《济南战役》诗两首： 战略中枢意志宏，运筹谋划打泉城。
阻援攻济前贤赞，布阵排兵后辈躬。
铁壁铜墙无可奈，深沟高垒亦难横。
王师劲旅成俘虏，蒋氏俄然霸气乎。
攻坚八日不寻常，十万精兵一扫光。
活捉敌酋王耀武，气煞元首蒋疯狂。
大明湖碧军民乐，千佛山幽松柏康。
序幕揭开三战捷，金陵不保起苍黄。
济南战役实现了中央军委预计的最理想的结果，仅用了八昼夜就攻克了敌人防御设施完善的古城济南。全歼守敌10余万人，其中起义2万余人，生俘王耀武等国民党军将领23名，并迫使临沂、烟台等地敌军弃城逃遁，山东全境除青岛等少数据点外，均获得解放。由于在阻援打援的战场上不战而胜，担任阻援打援任务的八个半纵队，可以就地转用兵力，成了下一步作战的生力军。
中共中央对济南战役的胜利，给予了高度评价，指出"这是两年多来革命战争发展中给予敌人最严重的打击之一"，"胜利影响已动摇了蒋介石反动军队的内部"，"华东和中原的全部解放，已经更加迫近"。 6park.com

济南的攻克，证明人民解放军强大的攻击能力，已经是国民党军队无法抵御的了，任何一个国民党城市都无法抵御人民解放军的攻击了。周恩来根据毛泽东的指示，几度指出："三大战役的序幕是济南战役。"所谓"三大战役"，即辽沈、平津、淮海这三个在解放战争中最大的战役。其中数"淮海"最重要也最关键。60年后，即2009年，香港凤凰电视台约请军事科学院和国防大学多位专家、学者对三大战役进行了研讨，专家、学者与各媒体一致认为：
 
淮海战役是最关键、最重要的一战。是中国两条道路、两种命运的生死大决战。因此，凤凰台根据专家们的意见，并在他们的支持帮助下，拍摄了《淮海战役》纪实文献片，共10集，取名为《生死对决》。当新中国60华诞之际，该片在全国各电视台多次播放，也在全世界近百家华语电视台反复播放过。
济南战役，创造了攻打敌人重兵把守、坚固设防的大城市的成功经验，同时宣告敌人"重点防御"战略方针的破产。蒋介石对其美国后台说："对济南战役的结局深表失望"，"我们过去不惜任何代价以坚守坚固据点或主要城市的老战略必须改变"。美国舆论也来了个180度大转变。在济南战役前，称共产党的军事力量，远没有达到夺取国民党的任何一个防守坚强的中心城市的程度。现在他们说："自今而后，共产党要到何处，就到何处，要攻何城，就攻何城，再没有什么阻挡了。"
济南战役，还创造了接管大城市的成功经验。在济南战役的准备过程中，华东局和华东野战军就组建了济南市军事接管委员会和警卫部队，抽调并组织接管人员学习城市政策，制定了接管敌人军政机关、处理敌伪人员、稳定社会秩序、保障人民生活供应等等具体措施。因而，济南一解放就迅速建立了良好的新的政治、经济秩序，防止了各种破坏现象，为以后接管南京、上海、杭州等大城市，提供了可以借鉴的宝贵经验。 6park.com

济南战役的重要意义，还在于它揭开了解放战争进行战略决战的序幕，并促使中共中央对原来的战略部署作了进一步调整。
济南战役前夕，中共中央于9月8日至13日，召开了中央政治局会议，提出五年左右时间，建军500万，歼敌500个正规师，从根本上打倒国民党反动统治的战略目标。两个月后，中共中央考虑到从豫东战役到济南战役、辽沈战役的实践经验，以及全国战局的发展，改变了对战争进程的估计。毛泽东说："中国的军事形势已进入一个新的转折点，即战争双方力量对比已经发生了根本的变化。人民解放军不但在质量上早已占有优势，而且在数量上现在也已占有优势。""这是由于四个月内人民解放军在全国各个战场英勇作战的结果，而特别是南线的睢杞战役（即豫东战役）、济南战役；北线的锦州、长春、辽西、沈阳诸战役（即辽沈战役）的结果。""这样，就使我们原来预计的战争进程大为缩短。原来预计，从一九四六年七月起，大约需要五年左右时间，便可能从根本上打倒国民党反动政府。现在看来，只需从现时起，再有一年左右时间，就可能将国民党反动政府从根本上打倒了。"
此后，中共中央又进一步调整了原定的战略部署，继辽沈战役之后，又连续发起淮海战役与平津战役，加快了解放战争战略决战的进程。 6park.com


1983年夏天，有几位党史和军史专家，专程采访粟裕，提出了一个问题："听说在济南战役结束的前一天，您给毛主席提出建议，下一步打淮海战役。是这样的吗？"
"是的，是有这么回事。打仗像下棋一样，作为一个高级指挥员来说，不能看一步走一步，至少要看两步走一步。淮海战役，在济南战役之前就已经考虑了。"
粟裕构想淮海战役，有一个较长时期的过程。从有据可查的资料来看，早在苏中战役结束后，粟裕在给苏中军区团以上干部作总结报告时，就明确指出，要打出一个红彤彤的新中国来，必须打几场有决定意义的战略大决战。但目前我们所能做的就是尽量多地歼灭敌人，尽量快地壮大自己，这就叫此消彼长，以争取决战条件早点成熟、决战时期早点到来。具体谈到一次歼敌50万人至60万人时，是在1948年4月下旬，去西柏坡前，在濮阳征求李先念的意见、回答李先念的问题时说的。当时，他认为广阔的中原淮海地区，是一个打大歼灭战的理想之地。具体构想淮海战役，是在豫东战役之后。他认为，通过苏中战役到豫东战役的锻炼，华东野战军已经具备了打大歼灭战的条件。只要中原野战军与华东野战军密切合作，依靠着华东、华北两大解放区，在徐埠地区进行战略决战，并取得胜利，是很有可能的。他基本考虑成熟后，先后告诉了三个人，一是郭化若，要求郭顺着他的思路，立足全局，从战略高度好好考虑这个问题；二是张震，要张顺着这个思路，从战略部署上，好好考虑此事；三是谭震林，在发起济南战役的七天前，得知许世友已经出发，次日即可到位，便紧急约见谭震林，把由钟期光主持进行的，经华东局批准，接管济南的各项准备材料交给谭，请谭待许世友到位后，集中精力抓接管济南的各项工作，并向谭通报了下一步打淮海战役的初步设想。
1948年8月至9月，粟裕在筹划和指挥济南战役的过程中，就已经反复地、具体地考虑，在徐埠地区如何进行淮海战役的问题了。粟裕认为，济南战役结束后，华野的作战方向，还是以兵出徐埠线以东为宜。如果回师中原，同中原野战军会合，寻战于徐州西南，我军将处于蒋军徐州集团（刘峙、杜聿明）和武汉集团（白崇禧）之间，不但腹背受敌，而且，一开始就将与优势明显的敌人决战。如果兵出徐埠线以东，首先攻占淮阴、淮安、高邮、宝应，那就可使津浦线暴露，孤立徐州，并迫使敌人退守（至少要加强）津浦线及江边。这样，就可以减少敌人的机动兵力，便于我恢复江边工作，为将来渡江作战创造条件。将来，华野全军进入陇海路以南作战时，也便于得到华中人力、物力的更大支持和交通运输上的便利。
鉴于这样的考虑，粟裕于8月23日给中央军委的请示电报中就提出："两个月以后我们即可举全力沿运河及津浦线南下，以一个兵团攻占两淮及高（邮）宝（应），则苏北局势可大大开展。"当时就是想以此作战行动来为下一步的淮海战役和渡江战役做准备。 6park.com

在济南战役进行过程中，徐州援敌在华野阻援打援阵地前，行动极为迟缓，尽管蒋介石再三严令催促，他们就是不敢北上同华野交战。粟裕认为，这说明，这股敌人的决策指挥官，已经变得比较聪明了，尽量避免在不利条件下与我军打大规模的仗；从另一角度看，也说明了，我军同敌人进行战略决战的条件已经成熟。因此，粟裕进一步策划在徐埠地区同敌人进行战略决战的行动。他计划，在南下作战攻克两淮及高邮、宝应时，也采取"攻济打援"的战法，以苏北兵团加一个纵队担任攻城任务，全军主力则置于宿迁至运河车站之间的运河两岸，以歼灭可能来自徐州、海州线的来援之敌。如果敌人不来增援或增援被阻，则进行第二步作战，以三个纵队攻占海州、连云港。这个战役的名字，就叫"淮海战役"。此时粟裕的目标是围歼淮阴—海州一带的国民党第7兵团（黄百韬部），而不是围歼整个徐州集团，这时的淮海战役设想后来也被称为"淮海战役"。
9月24日晨，济南城内的巷战尚在十分激烈地进行中，粟裕判断济南战役已经胜券在握，而徐州之敌停止北援的可能性极大，便将上述作战设想报告给了中央军委，正式建议举行淮海战役。粟裕在电报中说："建议即进行淮海战役。该战役可分为两个阶段：
 
第一阶段以苏北兵团（须加强一个纵队）攻占两淮，并乘胜收复宝应、高邮，而以全军主力位于宿迁至运河车站沿线两岸，以歼灭可能来援之敌。如敌不援或被阻，而又改为经浦口、长江，自扬州北援，则我于两淮作战结束前后，即进行战役第二步，以三个纵队攻占海州、连云港，结束淮海战役，尔后全军转入休整。" 6park.com

粟裕是个对历史潮流非常敏感的人，因此，他总能站在时代的前列，他的思维也总能走在时间的前面。在战争指导上，他的目光总是具有前瞻性，对战争规律的认识也就能常常处于领先的境地，于是在实践中也就常常能够牢牢地把握住主动权。这种战略上的远见卓识，与他勤奋好学、刻苦钻研，切实做到了知己知彼，在实践中又善于总结提高是密切相关的。淮海战役就是通过豫东战役的实践，总结提高了对战争规律的认识，逐步明确了在南线进行战略决战的具体构想。又通过济南战役，揭开了战略大决战的序幕，进而提出了淮海战役的建议，推动了南线战略大决战的发展。
济南战役已经过去60多年了，人们至今仍在不断地纪念它、赞颂它。当年在攻济东线集团指挥一个师（十三纵队三十七师）的师长高锐将军，于1965年9月故地重游，特写了一首纪念济南战役的古词《满江红》：
趵突泉边，中秋节缅怀英烈。清溪畔，当年鏖战，山摇地裂。炸药轰鸣坚壁破，云梯直立高城越。古城头，杀气映天红，英雄血。
孤城破，汤池竭，瓮中鳖，何从脱！？看洪流直泻，土崩堤决。淮海潮吞西楚国，长江浪卷金陵阙。慰忠魂，千古照丹心，潮山月。