情况果不出陈、粟所料。陈诚接到南北两地的报告后，却作了完全错误的判断。他不但坚决反对王耀武的后缩方针，反而电令王耀武，立即加强力量，进驻新泰、莱芜，诱陈毅来攻，勿使其继续北窜。陈诚还向蒋介石告了王耀武一状，责其胆小怕死。
2月13日，蒋介石以亲笔信催王耀武派部队进驻莱芜、新泰两城。信的大意是：“佐民弟鉴：匪军在苏北、鲁南地区作战经年，损失惨重，士气低落，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。为了吸引住敌人，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。新、莱两城各有一军之兵力，敌人无力攻下，敌如来攻，正适合我们的希望。”
被陈诚、蒋介石搞得心烦意乱的王耀武，虽不完全服气，但不敢拒绝执行命令。同时，他又看到，李仙洲后撤以后，共军并无异常行动。他即召集副司令官李仙洲、副参谋长罗幸理、第二处处长陶富业、第三处处长钱伯英、第四处处长吴隶基等人研究如何执行蒋介石、陈诚的指示，并作了如下的决定，命令各部执行。
1。先派正在博山、明水、莱芜之间活动的12军军长霍守义率领该军111师、112师进驻莱芜城；以新编26师进驻莱芜以北的吐丝口镇维护交通，到达指定地点后迅速构筑工事，竭力搜集敌情，随时具报。
2。令驻胶济路东端兰村的整编46师师长韩练成率领该师乘火车集中博山，集中完毕后即向新泰县城前进。
3。派副司令官李仙洲率领一部分幕僚人员及通讯人员等组成前方指挥所，前往指挥12军、整编46师；李仙洲于14日先到博山督促部队前进，待部队进驻莱芜后，指挥所进驻莱芜指挥。
4。派第四处处长吴隶基指挥一个保安团和章丘自卫团，协助12军的工兵部队修通由明水经吐丝口镇至莱芜的公路，以利作战运输。
2月14日，李仙洲带着前方指挥所的人员到了博山指挥部，指挥12、73两个军和整编46师向南进攻。这3个军未经整编，实力相当于南线的国民党军整编师。从战斗力和装备说，除了韩浚的73军是王耀武的基本部队，稍强一些，其余两个军都属一般。韩浚与李仙洲同为黄埔一期生，但毕业后就再没共过事。12军军长霍守义、整编46师师长韩练成则根本不认识。李仙洲说：“在国民党的军队中，首先讲历史的关系及个人感情，已养成一种习惯。”这些生疏的部队，他是指挥不动的，只能听王耀武遥控。
按照预定计划，12军应该走在最前面。王耀武命令12军军长霍守义进占莱芜县城，掩护南下部队的集中，并侦察情况随时报告。但霍守义老奸巨猾，不肯拿自己的部队去冒险。2月15日，12军到达吐丝口镇以南、莱芜城以北的孝义集，就不敢再向前进。
此时莱芜已是一座空城，连老百姓都隐蔽起来。霍守义侦察确实后，才派人进占莱芜，并向王耀武报功。
李仙洲对霍守义行动迟缓十分不满，向王耀武告状。王耀武也认为霍守义不得力，16日下令驻博山的73军与12军对调，将12军的新36师留在吐丝口。新36师是王耀武刚组建起来拨给12军的，不是霍守义的基本部队，所以霍也没有意见，动作迅速地撤至博山。
73军军长韩浚与李仙洲的司令部一起南下。这次是韩练成的46军走在前面，16日由博山出发，当天到达颜庄。沿途所见村庄是坚壁清野，人烟罕见，没发现解放军的部队。于是46军又前进到新泰，在县城安营扎寨，构筑工事。73军则沿着46军行进的路线，于18日到达颜庄。
国民党大军五六万人，在丘陵间的狭窄公路上缓慢行动，每天的给养就要200吨，需要几百辆卡车输送。12军在后边担负保障，队伍拉得老长。
2月19日这天，蒋介石在南京“军官训练团”作《剿匪战役之检讨与我军今后之改进》的演说时宣称：“现在关内的匪军约可分为五部……此五部中，就我的观察，以陈毅一部最为顽强，训练最精，诡计最多，肃清最为困难。但自国军收复苏北攻克临沂以后，陈毅已失其老巢，就再不能发生过去一样大的作用了。”
第二部分：全军奋起反击 迎敌全面进攻二陈决战（4）
蒋介石、陈诚、王耀武等人的愚蠢无疑帮了陈毅、粟裕的大忙，使华野主力能够从容地完成对李仙洲集团两个军的战役合围。
直到这时，王耀武、李仙洲才判明了华野的真实动向。王耀武判断共军有集中兵力先消灭73军、再消灭46军的企图，乃采取紧急措施，命令已经到达颜庄的46军火速撤回莱芜，与73军合力固守。同时命令73军的77师经博山南下归还建制。这样可以避免兵力分散，被各个击破。
46军军长韩练成当晚就指挥部队缩回莱芜，李仙洲向两位韩军长部署防守任务。
粟裕获悉敌情变化后，马上调整部署，命令一纵进攻莱芜李仙洲总部及73军，四纵进攻颜庄的46军，六纵进攻口镇的新36师，八纵主力和九纵一部在博山以南的和庄设伏消灭77师，十纵攻占锦阳关，切断国民党军的退路。战斗定于20日15时发起。
20日拂晓，八纵、九纵分别进入和庄地区隐蔽，而77师也同时由博山南下，中午到达和庄。根据这一情况，我军必须提前发起战斗，否则敌军将越出我军包围圈，接近口镇。
13时，我军提前两小时发起攻击，接近敌人，九纵25师冲在前面，歼敌两个连。由于出击距离较远，山地行动不便，未能在公路上将敌分割歼灭。敌军迅速收缩到和庄、不动两个村庄内，集结固守。
黄昏时，八纵、九纵25师抢占和庄、不动周围制高点，向敌人发起进攻。九纵用连续爆破突入村内，与敌军展开巷战。李仙洲接到77师的告急，命令韩浚派吐丝口镇的一个团去增援。
韩浚认为黑夜不便行动，相信77师能坚持到天亮。然而在我军的猛攻下，到21日拂晓，77师大部被我军歼灭。师长田君健率领残部向博山方向突围，在青石关被九纵26师和鲁中警备5团包围，田被击毙。
和庄战斗歼灭了77师，为莱芜战役的胜利开了一个好头。
20日黄昏，叶飞命令一纵1师、3师分别向莱芜城西、城北国民党军外围阵地发起攻击。
此时，华野第八纵队和第九纵队在博山以南地区伏击，歼灭了南下增援莱芜的敌人一个师，第十纵队和独立师攻占了锦阳关，切断了敌人退路，第四纵队、第七纵队火速赶到了指定地域，第二纵队也从临沂前线日夜兼程北上。攻击莱芜城的战斗，由一纵独立承担。
当天夜里，一纵3师7团猛攻莱芜城西的小曹村。经5次爆破，3次突击，占领部分阵地。
敌73军193师顽强抵抗，一夜反复争夺，战斗十分激烈。用李仙洲的话说：“双方杀了个七进八出。”韩浚命令73军集中炮火轰击城西我军，并在21日晨派部队出城增援。
果然，敌人对第一纵队3个师的阵地，都拼命争夺，特别是第1师占领的莱芜城北的小洼和400高地，是敌人突围的主要口子，战斗十分激烈，我部队以一当十，在小洼阵地上展开了白刃格斗，打得极为英勇顽强，使敌人未能得逞，我阵地岿然不动。
第一纵队在连续三昼夜激战中，紧紧包围了莱芜之敌，为兄弟纵队调整部署、最后共同歼灭李仙洲集团赢得了时间。
粟裕副司令员后来在作“莱芜战役初步总结”报告时，对第一纵队作了如下评价：“在多纵队的配合上，第一纵队在整个战役中起了决定作用，应算第一功。”
在一纵进攻莱芜，牵制李仙洲集团时，王必成指挥六纵进攻吐丝口镇的战斗正在激烈进行。
口镇处于明水、博山通向莱芜公路的交叉点，面积比莱芜城还大些。李仙洲集团的后方基地设在这里，储存了上百吨弹药和数十万斤粮食。拿下口镇，就切断了李仙洲集团的退路和济南方向的增援。
驻守口镇附近之敌第12军新编第36师，原系伪军，长期担任守备任务。被国民党整编后，更新了装备，粮弹充足，又吸收了一批极端反动的还乡团，比较顽固狡猾。
第二部分：全军奋起反击 迎敌全面进攻二陈决战（5）
王必成决定以第16师和第18师两个团，采取偷袭和强攻相结合的手段，坚决攻占口镇。以第17师并指挥警4团，插入口镇以北，主力警戒青石桥之敌，一部配合第16师、第18师攻歼口镇之敌。
2月20日，夜幕降临之后，担任主攻的第16师，隐蔽地进入了口镇西南的攻击出发阵地。
20时许，北风凛冽，寒气袭人，四野一片漆黑。第48团突击连在向导带领下，由田家庄出发，沿着一条深约2米的水沟向口镇秘密运动。
在逼近外境时，被敌哨兵发觉，说时迟，那时快，敌喊叫口令声未落，即被我猛冲上去的战士击毙倒地，部队便一拥而上，搭人梯抢占了圩墙，不到10分钟突击连就控制了数十米长的突破口。
守敌被这突如其来的袭击搞得晕头转向，不知所措，纷纷向后退缩。40分钟后，我第48团全部突入，并乘胜扩张战果。守敌拼命顽抗，并以约一个连的兵力在密集炮火支援下向我反扑。第48团先以猛烈炮火打击敌人，接着步兵勇猛出击，将敌一个连全部歼灭，俘虏十余人，巩固了既得阵地，与此同时，第47团采用迂回战术，以一部兵力监视当面敌人，主力由西南方向突入圩墙，打通了与第48团的联系，两个团并肩突击，几个小时后，第16师便控制了口镇街区的大半，取得了初战的胜利。
第18师则因后续部队延误了时间，迟至23时才开始攻击，且当夜攻击受阻，没有得手。
拂晓，敌炮兵和飞机对我军进行疯狂的火力袭击和轰炸扫射，妄图将我攻击部队毁灭在阵地上。
王必成认为阵地上的部队太多，容易遭受敌火杀伤，遂令第16师暂停攻击，留一部分兵力控制已占阵地，将主力撤出，整顿战斗组织，准备再战。
为了查清敌情，王必成带领几个参谋到口镇与部队指挥员一起研究了地形和敌情，并作了具体的战斗部署。
敌人的主阵地为环绕口镇的石砌围墙，高约3米，长达数公里，并筑有工事。围墙之外是深达2米、宽约3米筑有暗堡的外壕，外壕外侧还设置一道鹿砦。镇内多系石墙瓦顶房屋，大小街巷均构筑了街垒和暗堡。敌师指挥所设在镇东北角核心阵地内的高等师范学堂（即关帝庙）。这里有密集的地堡群，以地道相连接。这证明敌人准备在此固守顽抗。
将敌情搞清楚之后，王必成和纵队几位领导同志一起作了分析研究。大家都认为，对付这种有多层坚固防御工事的敌人，必须轮番使用兵力，在巷战中大胆实施穿插分割，运用灵活的战术，组织连续突击，不给敌人以片刻喘息的机会，一鼓作气将敌人歼灭。于是，决心集中第16师、18师共6个团的兵力于当夜歼灭口镇之敌。