1948年8月，中央军委按饶漱石意见决定让王建安任华东野战军东线兵团（山东兵团）副司令员、批准许世友休息养病，王建安代理兵团司令员。9月，王建安参与指挥济南战役。9月16日，攻城开始，原本负责助攻的东线集团指挥聂凤智擅自把命令改为“主攻”，使得国军守将王耀武无法判断解放军主攻方向。24日，解放军占领济南城，国军十一万守军全部或阵亡或求降，王耀武被俘。1948年10月22日，王建安提出有关淮海战役使用兵力的建议，被中央军委所采纳。随后，指挥山东兵团参加淮海战役，担任围攻碾庄国军黄百韬兵团的华野六个纵队的总指挥