外线部队回到山东，与内线部队会合。9月16日，华野在豫东和兖州两大战役之后发动了济南战役。粟裕统一指挥攻城和打援，许世友和谭震林率部分东、西两个集团对济南实施钳形突击。主攻的西集团由宋时轮、刘培善指挥的10纵，攻占机场和商埠；助攻的东集团由聂凤智、刘浩天指挥的9纵进行，原定其首先占城东要点，尔后协同西集团攻城。聂凤智擅自将“助功”的命令改为“主攻”，他指挥的9纵第一个攻入济南，获得“济南第一团”称号。 9月19日，国军第96军军长吴化文在中共政治争取下率2万多人宣布起义，监视吴部的预备队13纵因此投入战