戴之奇挂上电话后，立刻命令部队发起更凶猛的进攻。
张震仍没有让部队还击敌人，因为他认为敌人还未发现我军主力的行踪，而且敌人的这种冒进恰恰有利于我军割裂其战斗队形，各个予以歼灭。戴之奇求功心切，想不到我军设好的陷饼正等着他往里面跳。
16日晨，冬雾弥漫大地。敌军在飞机、大炮的掩护下，再次向我军阵地发起进攻。
此时，陈毅果断地向我军指战员发出命令：“同志们！全歼敌军整编六十九师的时机到了！我命令：第八师围歼晓店子的守敌预备第三旅；第一纵全力反攻，割断敌六十九师和敌十一师的联系，第二纵向高圩、李圩出击！”
当晚，第一纵在叶飞、何克希带领下，果断勇猛地插入敌之纵深，占领了高家洼、傅家湖一线；一部插入晓店子以南，占领三台山，切断了敌整编六十九师的退路，并形成了与敌十一师正面交锋的态势。第七师在谭希林、曾希圣的带领下，与第九纵张震部密切配合，趁邵店之敌四十一旅西窜之机，切断了该旅与其师部的联系。
此刻，蒋介石的嫡系六十九师陷入我军重重包围之中。此时的戴之奇已失去昨日的骄横，急得像热锅上的蚂蚁，连连向吴奇伟和胡琏呼救。
戴之奇从16日晚一直呼救到次日晨，吴奇伟、胡琏也没有给他派来一兵一卒。他感到了生命的绝望。
经过激战，敌峰山阵地终于被我军攻克。
戴之奇不甘心要点的失守，很快命令部队约两团的兵力，由东北、东南两个方向，朝峰山发起箝攻，企图夺回失去的阵地。
我军守山部队打得勇猛顽强。敌人大炮轰，飞机炸，把山顶笼罩在一片烟火之中。敌人轮番向山上猛扑，都被我军击退。
我军奇取峰山之后，即使驻守在晓店子的敌预三旅阵地裸露在我军的前沿。我八师当即命二十二团向晓店子发起攻击。守敌挡不住我军的强大攻势，不足半天，该处守敌被全歼。
敌预三旅在晓店子被歼，使戴之奇的六十九师又失去一翼，只好死守待援。奉命援救的敌十一师，则被我阻于六塘河岸而寸步难行。最后，胡琏见增援无望，又担心被我军吃掉，只好缩回宿迁去18日晨，蒋介石又亲自给胡琏打电话，令其再次出兵救援。8时15分，敌整编十一师再次全力北援，又被我一纵和八师各一部击溃。此时，戴之奇见增援无望，命副师长饶少伟率六十旅突围，结果被全歼。
戴之奇在最后无望之际，给蒋介石写了一封“成仁书”，自毙其命。
19日上午，困守苗庄的敌第四十一旅分两股向南北突围，除300余人逃跑外，全被我军歼灭。至此，敌整编六十九师全军覆没。宿北一役共歼敌2。1万余人。
远在千里之外的毛泽东和中央军委，密切注视着华东战局的发展。在宿北大捷的前一天，即1946年12月18日，毛泽东就致电陈毅、粟裕：
“庆祝宿沭前线大胜利，望对一切有功将士传令嘉奖。”“第二步作战，似以集中主力歼灭鲁南之敌，并相机收复枣（庄）峄（县）台（儿庄），使鲁南获得巩固，然后无顾虑地向南发展，逐步收复苏北、苏中等一切失地。究应如何，望按实情处理。”
陈毅、粟裕从战场实际出发，对于第二步作战，提出了三个方案：一是出击淮北，逼近徐州，以调动敌人并寻机歼灭之；二是继续留在苏北与敌周旋，求歼有可能孤军冒进的张灵甫之整编第七十四师；三是按军委意图回师鲁南，歼灭鲁南较弱的敌五十九师。
最后决定实行第三个方案，并上报中央军委。
24日，毛泽东接到陈粟的电报后，认为打五十九师不妥，回电要求：“似应集中25个团左右的兵力与鲁南地区歼灭二十六师。”25日，毛泽东再次来电，指示：“鲁南战役关系全局，此战胜利即使苏北各城全失亦有办法恢复。”“第一仗似应打二十六师3个旅为宜，因该师系鲁南主力，该师被歼，全局好转。”若先打五十九师，恐一时不能解决鲁南问题。
根据毛泽东的指示，陈毅、粟裕决定集中27个主力团打敌整编二十六师和快速纵队共6个团，兵力对比为4。5比1，战役发起时间定为1947年1月2日24时，要求各部于1月1日拂晓前进至指定地域。
作战方案制订以后，部队开始行动。陈毅、张鼎丞、邓子恢率司令部人员星夜北返临沂。粟裕与华野战将叶飞、陶勇、王建安、郭化若等人一起，组织部队夜行晓宿，秘密兼程北上。
12月底，气候已是非常寒冷。此时敌整编二十六师正一字长蛇阵配置在沿峰县到卞庄的公路两侧长达30公里的狭长地区内。峰县东南有个村庄，叫马家庄，二十六师师部就驻扎在这里。因为部署分散，用坦克巡逻来完善防御体系。
1947年元旦，陈毅对粟裕说，“蒋介石派军队侵占我解放区，奸淫烧杀，无恶不作，搞得人民流离夫所，苦不堪言。现在倒好，二十六师师长马励武回到峄县过快活年去了。老子偏不让你过。”
粟裕接着说：“各部队已按作战部署到达指定位置，可以准时向敌人发起攻击。”
1月2日22时，粟裕一声令下，左、右两路纵队向敌二十六师发起攻击（比原定发起进攻时间提前了两小时）。由于过年，敌人疏于戒备，受到我军攻击，立刻陷入猝不及防的混战状态。敌师长在城里看戏未归，部队无人指挥，一经接战，便溃不成军。
激战到3日晨，右路纵队主力以勇猛动作攻占了平山、石城崮、北大窑、凤凰山、白岩、石龙山等要点，歼敌第四十四旅一部，并击退了由马家庄向尚岩增援的坦克；第十师一部攻占了四马寨，占领了付山口及其南北的高地，切断了敌人向峄县、枣庄的退路；第八师一部攻占了曹家庄，分割了敌第四十四旅和第一六九旅的联系。左路纵队之第一纵队肃清了卞庄外围之敌，攻占了塔山一九二高地，将敌五○五团压缩于卞庄地区；第一师进到鲁防、桥梁一线，歼灭敌人一部，割断了敌整编二十六师和第三十二军的联系。至此，我左、右纵队达到了对敌整编第二十六师及第一快速纵队的战役合围，并部分地实现了战术分割，为各个歼敌创造了条件。
3日下午3时，华野司令部里的电话铃急促地响起来。朱参谋接罢电话向正在下围棋的陈毅司令员报告：“敌人有收缩的态势还没有等朱参谋把话说完，陈毅就说道：“料定有这么一着。我们就利用它收缩的机会，下命令展开全面进攻。还有，叫通八师王吉文副师长的电话，要他动作快一点攻占马家庄，把敌人的师部打掉。”
下棋的对手在听陈司令员发话，手拿着棋子没有放下，陈毅瞅了对手一眼：“举棋不定，必失一着。”说着，将黑子“啪”一放，把对方的口给封住了。
3日夜，天空乌云密布，黑得伸手不见五指，敌人乘夜偷偷收缩部署。我军不失时机地展开全面进攻：右路纵队第八师以闪击态势攻占了马家庄，歼灭敌二十六师师部大部，使敌人失去了指挥；第九师主力和第四师十团攻克太子堂，全歼敌第四十四旅；滨海警备旅攻占杨家桥，歼敌一部；同时，鲁南特务团也占领了寨山、鹅山，我左路纵队之第一纵队攻克卞庄，并继续向向城、张家桥、常家渔沟地区攻击前进；第一师一部两次攻击吴庄。至此，敌整编二十六师已被大部歼灭，第一快速纵队完全陷于孤立，被我紧紧包围于陈家桥、贾头、作字沟狭小地区之内。
蒋军第一快速纵队，是一支彻头彻尾的美式装备武装的摩托化部队，是蒋家公子蒋纬国经营多年的“国军精华”，也是蒋介石的两张王牌之一。他的全部武器装备，包括坦克车、装甲车、榴弹炮以及其它各种轻重武器和弹药，都是来自美国。部队是由美国教官训练的，编制也是美国式的。部队人员的服装，从头到脚，里里外外，统统是美国货。这支部队的核心——战车第一团，开始干脆由美国的一个上校担任团长，后来由蒋纬国继任。这样的王牌，一张放在东北，一张就放在这里。
起初，快速纵队也确实快速了一阵子。它随二十六师从峄县向东进攻后，一路上相当顺利。这鲁南平原正是坦克、装甲车等机械化部队的用武之地。他们曾开足了马力，得意地在平原上驰骋着，一个个的村庄，一道道的河流，一簇簇的树林。。迅速地被抛在后边。几天以后，就先后拿下了白城、卞庄等许多村镇，到年底，则开进到马家庄一线。
但好景不长，在敌第二十六师被我军歼灭大部以后，这支快速部队的末日也快来临了。
至4日上午，敌二十六师基本被歼，第一快速纵队企图逃回峄县，但天公有意作难，由阴转雨，雨雪交加，道路泥泞，飞机不能来支援，坦克深陷泥潭。我军激战至下午3时，除7辆坦克逃回峄县外，其余悉数被歼。
马励武把逃回峄县的残兵败将召集在一起，发疯般地喊道：“都和我一块守城，城在人在，城破人亡，看谁敢后退半步！”言毕，啪啪啪对空连发3枪，第一个冲上城楼，欲与我军决一死战。1月11日，粟裕率3个师的兵力，向峄县发起攻击。敌第二十六师中将师长马励武被生擒。20日，我军又克枣庄，敌第五十一师中将师长周毓英也被活捉。
整个鲁南战役，我军歼敌整编二十六师、五十一师和第一快速纵队5。3万余人，缴获了大量的武器装备。
对于鲁南惨败，马励武在日记中记述道：“此诚余带兵以来对外对内作战损失最惨最痛之一战也！不仅是个人之不幸，实国家之大不幸也！悔之莫及！”在成为俘虏后，马励武懊恼地说：“当本师配属快速纵队东进时，可谓声势浩大，未料四日一战，即四面楚歌。”一些被俘的坦克兵也说：“我们在印缅战场与日军作战3年，一直是向前冲，美国人对我们也很看得起，想不到今天败得这样惨。”
陈毅诗情满怀，每每大战胜利后，都要吟诗作赋，这次也不例外，他写道：
快速纵队走如飞，印缅归来自鼓吹。
鲁南泥泞行不得，坦克都成废铁堆。
快速部队今已矣，二十六师汝何为？
徐州薛岳掩面哭，南京蒋匪应垂泪。
1947年1月，根据中央军委统一整编全国军队决定的方针，撤销山东军区、山东野战军和华中军区、华中野战军，由这些地区和部队组成华东军区和华东野战军。
华东军区以陈毅为司令员，饶漱石为政治委员，张云逸为副司令员，黎玉为副政治委员，陈士榘为参谋长，舒同为政治部主任，辖鲁南、鲁中、胶东、渤海、苏北、苏中等6个军区及滨海分区和东江纵队，共约36。6万余人。
华东野战军以陈毅为司令员兼政委，粟裕为副司令员，谭震林为副政治委员，陈士榘为参谋长，唐亮为政治部主任。辖第一纵队（含第一、第二、第三师和独立师），叶飞任司令员兼政治委员；第二纵队（含第四、第五、第六师），韦国清任司令员兼政治委员；第三纵队《含第七、第八、第九师），何以祥任司令员，丁秋生任政治委员；第四纵队（含第十、第十一、第十二师），陶勇任司令员，王集成任政治委员；第六纵队（含第十六、第十七、第十八师），王必成任司令员，江渭清任政治委员；第七纵队（含第十九、第二十、第二十一师），成钧任司令员，赵启民任政治委员；第八纵队（含第二十二、第二十三、第二十四师），王建安任司令员，向明任政治委员；第九纵队（含第二十五、第二十六、第二十七师），许世友任司令员，林浩任政治委员；第十纵队（含第二十八、第二十九师），宋时轮任司令员，景晓村任政治委员；特种兵纵队，陈锐霆任司令员，张藩任政治委员。
另外，原华中野战军第七纵队改为第十一纵队，兼苏北军区（辖第三十一、第三十二旅和3个军分区），管文蔚任司令员，吉洛任政治委员；第十纵队与苏北军区一部合编为第十二纵队，兼苏中军区（辖第三十四、第三十五旅和3个军分区），陈庆先任司令员，曹获秋任政治委员。
整编后，华东野战军约有27。5万余人（不包括第十一、第十二纵队）。
遵照中央军委指示，华东野战军主力在鲁南战役后拟在临沂地区休整两周。但1月31日，国民党军队发动了新的进攻。
苏北、鲁南连遭惨败，蒋介石认为薛岳指挥不力，遂派参谋总长陈诚前往徐州指挥。陈诚煞费苦心地制定了一个“南北两大兵团对进夹击临沂，歼灭陈毅主力于沂蒙山区”的作战方案。
南线以8个整编师组成主力突击兵团，由整编第十九军军长欧震指挥，从徐州地区向北推进，直取山东解放区首府临沂。北线以7个师组成辅助突击兵团，由第二绥区副司令李仙洲指挥，从济南以东地区向南推进，直扑莱芜、新泰、蒙阴。
陈诚严令各部：“党国成败，全看鲁南一役，只许成功，不许失败。”并要求各部严格遵守他亲自制定的16字方针：“集中兵力，稳扎稳打，齐头并进，避免突出”，从而“使共军无隙可乘，将共军挤死在夹缝里”。
面对来势凶猛的敌人，华东野战军计划集中50个团的兵力，寻机歼灭南线之敌一部。但敌军齐头并进，步步紧逼，我难于分割敌人，创造战机。粟裕十分焦急，整天待在地图前沉思。
2月4日，中央来电强调：敌愈深入愈好打，我愈打得迟愈好，只要你们不求急效，并准备于必要时放弃临沂，则我必能打胜。
中央关于心要时放弃临沂的指示，使陈毅深受启发。他对粟裕说：“我有一个设想，既然南线敌人密集，战机难寻，而北线敌人孤军深入，何不改变原定作战方针，置南线敌人重兵团于不顾，而以主力北上，以绝对优势兵力，歼灭北线之敌。你好好考虑一下是否可行。”
粟裕对陈毅的设想进行了认真的考虑，然后高兴地对陈毅说：“军长，我觉得你的设想十分高明。敌人认定我必固守临沂。我军突然北上，定可出敌不意。这样，我既可置南线之敌强大兵团于无用武之地，避免不利决战，又可歼灭北线之敌一部，粉碎敌军南北夹击的企图。”
陈毅满意地说：“完全对头。”
粟裕又接着说：“打北线之敌的最大顾虑，是恐敌发现我军主力北上，向回收缩，使我军扑空。因此，最重要的是准确掌握敌情和战机，隐蔽我军意图，制造敌人错觉，迅速抓住李仙洲集团。我计划将韦国清二纵与何以祥三纵留在临沂，伪装主力，迷惑敌人。”
陈毅又连连点头：“对头，对头，我完全同意。”
为迷惑敌人，粟裕在给韦国清、何以祥布置任务时说：“你们要协同地方，大量征集门板、木料，在临沂及其以南采取宽大正面防御，构筑三线阵地，摆出一副决战的架式，节节阻击，与敌纠缠，造成我主力就在临沂附近的假相。”
粟裕还令充州附近的地方武装，积极进逼兖州，并在运河上架设浮桥，在黄河边筹集船只，声言要与刘邓中原部队会合，造成我军主力西渡运河、黄河模样，使敌人难以判断我北上意图。
为了造成我军向南突击的假相，2月6日，韦国请率领二纵发起讨伐郝鹏举的战斗，全歼郝鹏举总部及其2个师，郝鹏举被活捉。
郝鹏举原是被国民党收编的伪军，郝本人是一个国民党反动军官，反复无常，看风使舵，善搞政治投机。
1946年1月9日，在我强大的军事压力和政治争取下，他率部在台儿庄起义，表示反对蒋介石打内战，受到我山东军民的宽待。时隔一年，1947年1月27日，当蒋介石南北夹击我山东解放区时，他又投靠蒋介石，得了个第四十二集团军的番号，配置在南线敌军左路，担任侧翼掩护。
郝鹏举