1947年1月23日，在经过一番曲折后，华中野战军，山东野战军正式合并为华东野战军，陈毅担任司令员兼政委，粟裕为副司令员，谭震林为副政委，华野下辖9个步兵纵队，一个特种兵纵队，总兵力为20余万人。

华野组建之后，在大政方针上主要由陈毅决定，具体战役指挥则由粟裕负责。为了保密，华野参谋处的人员给华野首长一人编了一个代号，陈毅是501，粟裕是502，谭震林是503。粟裕觉得这个代号很好，对身边人说：“很好，又顺口，又保密，又好写，以后就叫我502好了。”

自1946年6月全面内战爆发以来，华东地区的仗是越打越大，国民党军屡战屡败，损失惨重。1946年12月和1947年1月，在陈毅，粟裕的指挥下，华中野战军和山东野战军先后进行了宿北战役，鲁南战役，消灭了国民党军整编69师和整编26师，第一快速纵队等精锐部队，缴获了大量的美械装备，还将缴获的众多国军重武器集中在一起，组建了特种兵纵队，陈锐霆担任司令员。

薛岳虽然在抗日战争期间表现出色，但是在宿北战役，鲁南战役中的惨败，让蒋介石深感失望。1947年1月鲁南战役结束后，蒋介石鉴于薛岳已经连败两阵，派参谋总长陈诚前往徐州督战，并代替薛岳进行指挥。薛岳刚到徐州，就召集各部将领开会，并叫嚣要继续在鲁南和解放军决战。

陈毅很快就制定了在鲁南和解放军决战的作战计划，国民党徐州“剿总”决定以临沂为中心，组成南北两个集团，南线由他亲自指挥，以欧震集团为主突击集团，从陇海路向北进攻，这一路共有9个整编师21个旅共20余万人，也是最强大的一支部队。

欧震把南线的突击集团分成了三路，左路为整编第11师，整编第59师，整编第64师，由整编第11师师长胡琏统一指挥；中路为整编第74师，整编第83师，第7军，由整编第83师师长李天霞统一指挥；右路为整编第25师，整编第65师，整编第67师，由整编第25师师长黄百韬指挥。

这些部队都是国军精锐部队，国军五大主力中的两支王牌，也就是整编11师（原18军）和整编74师（原74军）也在其中，桂系的第七军，以及黄百韬的整编25师（原25军）虽然不是中央军，但是战斗力也都十分强悍。

北线的部队为第12军，第73军，整编第46师（桂系46军），由第二绥靖区副司令李仙洲统一指挥，从胶济线向南进攻。陈诚还把王敬久集团调到了鲁西南，以隔断华野和中野的联系，并伺机进攻鲁南，鲁中地区。此次战役，是内战全面爆发以来，国共双方投入兵力最多的一场大决战。

陈诚领导的徐州“剿总”刚制定完作战计划，粟裕就得到了准确的情报，最开始的时候，粟裕想先集中50个团的兵力，打击国民党军南线集团的一路，还制定了先打欧震南线集团的初步方案，准备在临沂外围大量歼敌。

但不论是胡琏，还是黄百韬和李天霞，之前都被粟裕给打怕了，每行走50里，就停下来构筑工事，等待友军赶到。欧震集团的这三路你看看我，我看看你，等到大家都到齐了，才会再次向前走，每天平均才走6公里，慢地和乌龟爬一样，粟裕多次派出部队想扰乱敌军的行动，但是敌军都不为所动，各部队像刺猬一样抱在一起，根本就不给华野下嘴的机会。

陈诚还是很聪明的，他在每一路中都放了一支能打硬仗的主力部队，左路和中路有整编11师和整编74师这两支五大主力坐镇，右路虽然实力不比其他两路，但是黄百韬的整编25师实力也不俗，整编25师师长黄百韬更是一员悍将，其军事指挥才能丝毫不逊色于张灵甫和胡琏。

为了继续打乱南线敌军的阵型，粟裕又下令韦国清率领二纵进攻起义后又叛变的郝鹏举部，但是陈诚依然不为所动，不派兵前去增援，继续下令各部队抱团在一起，向临沂前进。而此时北线的李仙洲兵团也开始南下，威胁到了华野后方，粟裕于是把目光盯上了北线的李仙洲集团，放弃在南线和欧震集团决战的计划。

1947年2月10日，粟裕终于下定了最后决心，决定留华野二纵和三纵共18个团的兵力伪装成主力部队，在南线进行宽正面的防御，摆出主力部队要和国民党军决战的架势，同时布置地方武装大张旗鼓地在运河上架桥，造成华野准备西渡黄河，和中野会师的假象。而华野的主力却秘密向北集结，准备围歼北线的李仙洲集团。

为了迟滞国民党军北线集团的速度，莱芜地区组织了10万军民参加破袭行动，连续七昼夜，将莱芜到新泰，博山等地的交通干线全部破坏，李仙洲不得不抽出两个师的兵力维护交通线，使兵力更加分散。

与之形成鲜明对比的是，华野主力在秘密北上的时候，几十万的支前民工也跟随着浩浩荡荡地向前滚动，他们推着独轮车，挑着扁担，或者是用自己的肩膀，把部队作战需要的粮食，弹药运输到前线。

为了保密，各村镇的农民自发组织起来进行巡逻，盘查来往的人员，使国民党的特务很难渗透进来。莱芜战役结束后，据统计，仅民兵抓获的国民党军侦察人员就有4000余人，而给华野各纵队带路的百姓却有8000余人。

不过国民党内部也并不全都是酒囊饭袋，对于粟裕的这些举动，王耀武看的是一清二楚。王耀武虽然是黄埔三期生，但是比很多一期生都晋升得快，这除了和他本人的处事风格有关系外，和他的军事才能也有很大的关系。

在国民党军内部，王耀武的军事才能绝对是数一数二的，并不逊色于杜聿明。抗日战争期间，王耀武可以说是打满全场，74军能从一支新组建的部队变成国军头号主力，和王耀武有很大的关系。

陈诚指挥南线部队“攻占”临沂后，王耀武很快就从战报中发现了一些不为人注意的细节，那就是南线的欧震集团在占领临沂之前，根本就没有进行过激烈的战斗。临沂是山东省解放区首府，历史悠久，物产丰富，粮食充足，再加上解放军多年经营，当地的人民群众对解放军的感情很深，按照王耀武的计划，南线集团要想打下临沂，必须付出10万人的伤亡代价，怎么可能这么快就把临沂给打下来了。

王耀武通过空军的情报得知，华野有向北调动的迹象，他当机立断，命令李仙洲兵团全线后撤，这让陈诚十分恼火，他向蒋介石告了王耀武一状，最后王耀武又不得不下令李仙洲集团继续南下。

当李仙洲集团再次返回莱芜的时候，华野各部队已经基本到位，并迅速向莱芜的东西两侧逼近。1947年2月19日，华野对莱芜形成了包围的态势，此时王耀武也完全判断出了华野的作战意图，立刻下令李仙洲集团向后收缩，使得处于后面的一个军迅速脱离了华野的包围圈。

粟裕也没有想到王耀武会如此的果断大胆，命令说下就下，根本就不向蒋介石和陈诚请示，就让后卫部队一天后撤数百里，使得华野没有将李仙洲集团全歼，就连李仙洲集团的司令部和两个军也都收缩到了莱芜城内。不过好在由蒋介石和陈诚的配合，王耀武也左右不了大局，华野还是把李仙洲集团的大部分兵力包围在了莱芜城内。

2月21日晚，李仙洲接到王耀武的命令，要求其率领莱芜城内的韩浚第73军，韩练成的整编46师（军）立刻突围。但是整编第46师师长韩练成中将表示突围需要时间，硬是拖到23日凌晨，部队才开始突围。

整编第46师师长韩练成是地下党员，他在这场战役之前就为华野输送了大量情报，23日凌晨，李仙洲集团开始突围的时候，韩练成又在地下党的协助下，悄悄离开了指挥岗位，使第46军群龙无首，很快被解放军全歼。

当时李仙洲集团两个军五万多人都挤在莱芜城内，国民党军的重武器根本就发挥不出威力。相反，华野的火力却能够发挥到最大，一发炮弹就能炸死几个人，但是粟裕却给这支部队留出了一条撤退的道路，决定在运动中消灭敌人，后来粟裕解释道：“这毕竟是内战，不是打鬼子，要尽可能减少战争的残酷性！”

粟裕在莱芜和吐丝口镇之间形成了一个口袋镇，仅仅用了几个小时就将敌人全歼，俘虏四万余人。从莱芜战役开打到结束，华野一共只用了三天的时间，付出了伤亡8000余人的代价，就取得了歼敌五万余人的辉煌战果。

王耀武气得大骂道：“五万多人，不知不觉三天就被消灭光了，就是放五万头猪，让他们去抓，三天也抓不完哪！”战后，陈诚把责任也都推到了王耀武身上，气得蒋介石直接飞到济南，把王耀武大骂了一顿：“这样的失败真是耻辱！莱芜既然已经被围，你为什么又要撤退，这次你选派的将领也不适当，李仙洲的指挥能力差，你不知道吗？”之后蒋介石悲痛地说道：“损失了这么多的人和武器，以后的仗更不好打了。”

莱芜战役，粟裕用临沂一座空城，换来了消灭国民党军五六万人的辉煌战果。之后华野主力又横扫胶济线，收复城市13座，将鲁中，渤海，胶东三个解放区连成一片，巩固了后方，为之后粉碎国民党军对山东的重点进攻打下了基础。