为屏障徐州，隔断华北、华东两大解放区的联系，并迟滞华东野战军南进，蒋总统作出确保济南的决定，令第二“绥靖”区司令官王耀武率部固守济南，并在徐州及其附近地区集中3个兵团，准备待华东野战军进攻济南受到一定消耗后，伺机北上举行会战，还决定集中162架战斗机、42架轰炸机进行空中支援。
济南位于津浦、胶济铁路的交会处，是蒋总统由“分区防御”改为“重点防御”情况下借以支撑其华北局面的战略要地。该城是山东地区**部队唯一的坚固堡垒，城内驻有**第2绥靖区司令长官王耀武所部及空运来的2个旅，共11万人。
zg中央和军委根据华东野战军领导人提出的作战方案，确定了“攻济打援”方针，令华东野战军秋季作战以攻克济南为主要目标，并准备歼灭徐州北援的**。
**第2绥靖区司令长官王耀武令守军尽量缩小防御圈，加强要点，特别是机场和城区的守备，控制强大预备队，准备适时进行反击，支援外围据点防守，消耗人民解放军力量于外围，达到固守待援之目的。守军布置了三道防御阵地：以内城为核心阵地，以外城和商埠为基本阵地，以周围城镇及制高点为外围阵地。各阵地以混凝土地堡为主，形成能独立作战的支撑点，内外城均构筑有巷战工事。其部署是：以黄河北岸泺口镇至城南马鞍山之线为分界线，分为东、西两个守备区，东守备区由整编第第第第84师和独立旅）、“绥靖”区特务旅、保安第8旅和青年教导总队等第4旅等部守备长清、齐河等外围据点，以第第第74师为预备队。8月，zg中央军委在确定“攻济打援”方针时，指示华东野战军集中全力，采取攻城与打援分工协作，以2o天至两个月时间夺取济南，并求歼援军一部。为保证攻济所需时间，要求在整个战役部署上，以多于主攻方向的兵力置于打援、阻援方向。为隐蔽战役意图，要求在豫皖苏边区的西线兵团及位于沭阳、涟水地区的苏北兵团，北移时间不可过早。整个攻济打援作战由华东野战军代司令员兼代政治委员粟裕指挥，攻城部队由山东兵团司令员许世友、华东野战军副政治委员兼山东兵团政治委员谭震林指挥。zg中央军委还指示中原野战军继续集结在豫西地区休整，待机配合作战。华东野战军根据zg中央军委指示，决定组成攻城、打援两个兵团。攻城兵团以6个半纵队和特种兵纵队大部以及地方部队共14万人组成，分为东、西两个集团，以西线为主攻方向，从东西两线向济南城实施钳形突击。东集团由第9纵队、渤海纵队及渤海军区一部兵力组成，由第9纵队司令员聂凤智、政治委员刘浩天指挥。西集团由第第1o纵队和两广纵队、鲁中南纵队一部组成，由第1o纵队司令员宋时轮、政治委员刘培善指挥，并以特种兵纵队炮兵第第3团及各纵队炮兵团组成东、西两个炮兵群，分别配属东、西集团，支援攻城作战。另以第13纵队为攻城总预备队。阻援、打援兵团由8个半纵队和特种兵纵队一部及地方部队约第8纵队和冀鲁豫军区部队等组成阻援集团，于运河以西城武（今成武）、金乡、巨野、嘉祥地区阻击可能由徐州以西北援之**；以第第第11纵队及鲁中南纵队一部组成打援集团，于运河以东邹县（今邹城）、滕县（今滕州市）地区待机歼击北援之**。战役起前，华东野战军前委了《攻济打援政治动员令》，提出了“打进济南府，活捉王耀武”的战斗号召。各部队深入进行形势、任务和政策纪律教育，开展练兵，加强敌情、地形侦察，制定作战方案，进行战役准备。山东各级党政领导机关全力以赴组织支前工作。攻城兵团扫清外围据点，对济南市区构成四面包围9月9～13日，攻城部队分别隐蔽地向济南开进，于15日晚逼近城郊。东集团一部于行进间攻占了龙山镇、三官庙；西集团的两广纵队于16日拂晓包围长清城，主力进至长清东南地区。此时，王耀武判断华东野战军的主攻方向在西面，遂将预备队第19旅调至飞机场以西古城方向待机，将第57旅撤入市区，准备转用于西郊，并掩护整编第74师空运济南。16日晚，攻城兵团全线展开攻击，以突然勇猛的动作迅突破了守军外围防线。至17日，西集团各部分别占领长清、齐河、匡李社、双山头，歼守军一部，并乘胜进逼西郊飞机场、腊山、党家庄；东集团各部分别攻占王舍人庄、辛店和茂岭山、砚池山、回龙岭等地，歼灭守军整编第73师一部后，直扑外城。攻城部队的迅猛攻势，特别是突破守军的东部屏障，使守军大为震惊。王耀武据此又判断华东野战军的主攻方向在东面，随即一面将预备队第第第74师一部自七里河向东实施反击。17日，攻城东集团击退守军连续猛烈反击，巩固了茂岭山、砚池山等阵地。18日，西集团乘机向前推进，攻占古城、党家庄等地，歼灭整编第84师一部，并以炮火控制了飞机场，使**空运中断。攻城兵团指挥部为扩大战果，调预备队第13纵队加入西集团作战。第第84师等部3个旅2万余人起义，撤离战场，使守军西部防线出现了缺口。攻城西集团乘势疾进，于2o日拂晓占领商埠