分散，加之第七十三军是蒋介石嫡系，第四十六军属桂系，第十二军原是东北军，内部矛盾较大，利于我军歼灭。
二月十日，华野前委决心歼灭李仙洲集团于新泰、莱芜地区。
是日，除留第二、第三纵队伪装全军模样，于南线采取宽正面的防御，节节阻击敌人外，我军主力分三路隐蔽地兼程北上，于二月十六日前，进至莱芜周围地区集结。同时，部署地方武装进逼兖州，并在运河上架桥，造成我军将西渡运河的假象，以迷惑敌人，隐蔽我军企图。
二月十五日，我军主力放弃临沂城。敌人得意忘形了。国民党宣传部长彭学沛在南京叫唤：“攻占临沂为****在鲁南决战的空前大胜。”陈诚更是吹嘘：“陈毅残部已无力与****作战，欲与刘邓部会合，****正追剿中。山东之大局指日可定。”
敌军猬集莱芜城
一片喧闹声中，坐镇济南的敌第二绥靖区司令官王耀武却对我军的行动发生了怀疑。他又从空中侦察中发现了我军主力有北上莱芜、新泰的迹象。他既怕我军围歼孤军深入的李仙洲集团，又顾虑济南兵力空虚。遂于十六日命令李仙洲集团全线后缩。但是，蒋介石和陈诚却相信“在临沂外围歼灭****十六个旅”的谎言，判断我军放弃临沂是由于“伤亡惨重，不堪再战”、“东临大海，西际湖山，局踞一隅，流窜非易”。蒋介石并给王耀武亲笔信，判断我军“现已无力与我主力部队作战，并有窜过胶济路、北渡黄河避战的企图。为了吸引敌人。不使北渡黄河得有喘息的机会，而在黄河南岸将敌歼灭，以振人心，有利我军以后的作战。切勿失此良机，务希遵照指示派部队进驻新泰、莱芜。”十七日，王耀武按照蒋介石、陈诚的命令，复令第四十六军再占新泰，第七十三军的第一九三师进占颜庄；第十二军除新三十六师由蒙阴寨退至吐丝口镇外，该军主力则由莱芜、口镇退至明水。王耀武对蒋介石的命令打了折扣，总算保存下了第十二军的主力。听蒋介石的命令，没有不打败仗的!
虽然两次敌情变化，我军仍坚持原作战方针：对新泰敌第四十六军割而不围，对李仙洲兵团部及第七十三师围而不攻，对吐丝口镇的敌新三十六师则围而歼灭之。
十九日，王耀武发觉我军攻新泰、莱芜意图后，又令敌第四十六军及第七十三军第一九三师自新泰、颜庄地区星夜北撤，第七十二军第七十七师迅速自张店经博山南下归建)根据这第二次敌情变化，野司对战斗部署稍作调整，以第八、第九纵队为右路军于和庄歼灭敌第七十七师。预定二十日下午三时开始战斗，避免过早打响，影响整个战局。其余各纵队则于二十日黄昏后进入战斗。但第八、第九纵队却于二十日下午一时就提前打响，二时正式投入战斗，于是情况又起了变化。
敌发现其第七十七师在博山以南至和庄地区挨打，即令第四十六军于当晚自颜庄星夜撤向莱芜，并拟以一九三师两个团于二十一日上午自莱芜来援，接应第七十七师归建。野司遂命令第四、第七纵队于当晚插至莱芜、颜庄之间，截断敌
第四十六军退路，第四纵队并参加攻击莱芜。但是，这个计划没有实现，结果敌四五万兵力猬集莱芜城。
紧钳四万蒋军
我纵于二月十九日晚到达莱芜城西南集结，承担于二十日晚十时开始协同右路军攻歼莱芜城及其外围敌之任务。第一步首先集中力量解决莱芜城西北及西南外围之敌，第二步再配合右路军攻城。对于二十日夜间的敌情变化，我们开始并不知道，仍按原定任务执行。当晚，第一师攻占莱芜城西北四OO高地、北铺庄、小洼等要点；第二师进占城东戴家花园、吴家花园一线；第三师攻占城西小曹村、曹家村、任庙庄，直逼莱芜城西关。二十一日七时，敌军第十五师在师长杨明亲自指挥下，以飞机、炮火掩护向我矿山八OO高地、小洼进攻。敌人越来越多，敌炮火越来越猛，我看前面烟雾弥漫，爆炸声震耳欲聋，估计敌情有变化。我立即报告野司。野司也不清楚敌情变化，只告知第四、第七纵队还无报告。于是，我下命令给各师：构筑工事，准备苦战。恰在此时，我第八团与敌第四十六军前出部队都误认为是各自友邻，敌军派人来联系。我第八团发现是敌军，俘其一人。我亲自审讯此人，才弄清了敌李仙洲集团两个军已猬集莱芜，原来由五个纵队担负包围李仙洲集团的任务不得不由我纵担当起来了!
还是当年的新闻报道更准确一些。回忆终究是回忆，难免有误记。这里抄的是一九四七年三月五日山东《大众日报》的头条，并经过新华社播发的，标题叫做《紧钳四万余蒋军》：
歼敌五万余众之莱芜歼灭战中，华东人民解放军“广州”部队紧钳蒋第二绥靖区副司令李仙洲总部暨七十三军、四十六军于我包围之中，经三昼夜激战，予该两军主力以惨重杀伤，迫使蒋军丧失斗志，仓皇突围溃窜，奠定二十三****各路大军一举聚歼蒋军四万余众之胜利基础。战斗第一夜(二十日)，“广州”部队向莱芜城东、西、北及西南等地挺进，当夜除城西北的矿山高地外，其余外围据点全部为我