1947年5月，在山東戰場，解放軍華東野戰軍集中10餘萬部隊，將國軍王牌部隊整編74師圍困在孟良崮地區，展開了猛烈圍殲。這是一場驚心動魄的大決鬥，華野部隊冒著巨大風險要百萬軍中取上將首級，勝則大勝，敗則大敗。
國軍74師經過抗戰艱苦考驗，打出了威風，打出了名氣，官兵素質佳，整體戰鬥力很強。該師師長張靈甫更是一員悍將，指揮部隊退上孟良崮後，花大力氣構築了工事。孟良崮是石頭山，質地堅硬，沒法像在土山上那樣開掘工事。而且解放軍包圍攻擊速度很快，74師也沒有充裕時間完成工事防禦。
然而該師官兵不愧為久經沙場，經驗豐富，有條不紊進行作業。他們利用孟良崮各山頭的自然地形選擇有利的位置，藉助懸崖峭壁、山體凹處、石峰石柱等山體結構，用堆砌、爆破等手段壘石作業，用一晚上就築起了很多簡易堡壘。對於上山的便利通道，該師士兵還用很多大石塊將之堵上，以增加攻山的困難。
在陣地防禦上，74師設置兩線防禦，其中一線是外圍山頭，部署了少量部隊，起到警戒和遲滯作用。二線陣地以孟良崮主峰及幾個山頭為核心，從山腰到山頂建立了縱深梯次分布的陣地，均以一定兵力防守。預備隊則配置於高地反斜面，利用山洞和石棚等為隱蔽，防備炮火，隨時準備投入反擊。
在火力配繫上，嚴密組織了三層交叉火力，接近山頂部署了迫擊炮、山炮和重機槍，形成遠射火力；山頂至山腰中間，部署了輕機槍和小炮、擲彈筒、火箭筒，形成中程火力；山腰部署了衝鋒鎗、步槍和手榴彈等火器，形成近戰火力。每層火力均自成體系，獨立交叉，控制自己射程內的戰場。後一層又能超越前層和利用間隙射擊，起到補充和支援作用。
74師的火力布防果然嚴密老辣，幾乎不留死角地覆蓋了孟良崮各主要陣地。該師裝備有美械和國械混編的各種武器，像美械重機槍、衝鋒鎗、火箭筒，國械步槍、輕機槍、小炮等，有效平衡了火力與後勤的關係。不過，由於這次74師進入魯中山區作戰，交通不便，重炮兵和戰車等兵器無法跟進，只好留在後方，這就嚴重削弱了該師的戰鬥力。
解放軍對孟良崮發動總攻後，戰鬥立即打成了白熱化。雙方對每一個山頭和突出部都進行了反覆爭奪，你打過來，我打過去，多次不顧傷亡發起衝鋒，幾經拉鋸，直至短兵相接，刺刀見紅。孟良崮地區殺聲震天，濃煙滾滾，彈雨如注，血流成溪，真是罕見廝殺鬼神驚！
解放軍猛攻兩夜一天，付出了較大代價，雖然奪取部分陣地，但仍受阻於敵核心陣地前。眼看時間一分一秒過去，外圍的敵人援軍越逼越緊，戰場形勢已到了千鈞一髮之際。此時，華野首長命令將炮兵縱隊和各步兵縱隊的火炮全部投入戰鬥，以繳獲於敵人手中的幾十門美制105毫米榴彈炮、75毫米野炮組成強大壓制炮群，以步兵掌握的山炮、迫擊炮、步兵炮和戰防炮為隨伴炮火，分層發射，遠近結合，猛烈打擊據守在孟良崮上的敵人。
大炮兵一發威，形勢頓時改觀。74師的外圍陣地大部丟失，幾萬人馬擁擠在以主峰為核心的幾個山頭上，隊形非常密集，而掩體卻不夠用。解放軍發射時根本不用瞄準，炮彈打上去就能傷及一大片，而崩起的碎石亂飛更是加大了國軍的傷亡。只見孟良崮上到處火光閃閃，散碎石塊和人屍馬體四下飛濺，守軍無法抵擋如此猛烈的炮火，人皆嘶叫，馬驚亂跑，陷於極為悲慘的境地。
就這樣，在解放軍大炮兵的排山倒海攻擊下，不到3天時間，張靈甫和他的74師就被全殲於孟良崮地區，創造了一個震動全國的戰爭大新聞。