多万兵力围攻整编第七十四师，外线则由宋时轮和何以祥等4个纵队抵抗山东境内40万国军的反包围。孟良崮地形不利导致张灵甫部重型武器难以发挥威力，最终激战4天。据中共解放军出版社《民国高级将领列传》的说法，这时华东野战军在山东共有10个纵队，东临大海，北靠黄河，西隔津浦铁路和运河。张灵甫率部突出，与友军相距30华里。一路上，张灵甫受到解放军追击和侧面袭击，伤亡很大，当撤至孟良崮地区时，他看地形复杂，便想在此固守。张灵甫接受副参谋长建议，立即命部队在四周层峦叠嶂之孟良崮安营固守。孟良崮在山东中部沂蒙山区