做试探性突围，2月23日，国军大举突围，解放军随即占领莱芜，并截断了国军北撤的道路。同时，解放军埋伏在国军两翼的军队对行进中的国军发起勐攻。五万多国军被包围在芹村、高家洼东西仅三四公里、南北仅一二公里的狭小地域。这时，中共地下党员国军整编第四十六师师长韩练成在解放军安排下策应解放军行动，在国军突围一开始，就离开了指挥位置，导致了国军的更大混乱。粟裕下令解放军不断缩小包围圈，同时对国军实施密集的炮火突击。解放军对国军进行穿插，乘乱分割歼灭国军。2月23日下午5时，李仙洲集团被解放军歼灭，李仙洲被俘，莱芜战役