8月5日，蒋介石在南京总统府召集华东地区国民党第1、第2、第3、第4、第9绥区和徐州“剿总”高级将领，就济南的防备问题召开紧急会议。
蒋介石作了一个短暂的形势分析后，说道：“共军下一个目标一定是要攻打济南。济南是万万不能放弃的。我们在一个点上垮下来，许多点上都会顶不住。我们党内一些人很糊涂，听美国人的话，不顾济南，到徐州去，垒一道墙，阻拦共军，这真是岂有此理！为了守住济南，同时也要消灭陈毅部，我们制订了济南会战计划。”
接着，国民党总参谋长顾祝同就济南会战计划的具体细节作了介绍：“在济南遭到攻击时，2绥区的司令长官王耀武率济南守军10万余人坚守济南，以疲惫陈毅部的主力。这时，我部在徐州的第2、第7、第13兵团约17万人的重兵立即北上，在兖州、济宁突破陈毅部的防线，击溃华东共军，以挽回国军在山东被动的局面。”
“为了增强济南的防务，现山东省全境的国军与地方保安旅统归2绥区指挥，在青岛的整编第32师第57旅和徐州的整编第83师第19旅也立即空运济南；此外，统帅部还计划，如果济南情况危急，可将徐州的整编第74师（孟良崮战役后重组）空运至济南。这样济南的防务将大为加强。”顾祝同用指挥棒在地图上山东省的位置比画了一个圈，继续说道。
以此会战计划为指导，国民党第2绥靖区司令王耀武在济南地区精心布防，针对济南北靠黄河，东有茂岭山、砚池山，西面地形开阔的特点，确定了缩小防御圈，重点设防，控制强大预备队，适时进行反击的作战计划。
据此，王耀武迅速开始了备战行动。8月中旬，他致电蒋介石，请求将苏北的整编83师空运济南，增加防务。请求南京方面向济南大量空运弹药、粮食，可供11万济南守军支持两个月。他命令各部增强工事，凡是重要据点都要挖掘外壕和陷阱，架设鹿砦和铁丝网，并演练夜间战斗动作。在千佛山脚下加紧修筑飞机跑道，以防西郊机场失守后应急使用。将城北小清河水闸加宽加高，待共军攻击时开闸放水，将城北变成泛滥区，阻挡共军攻击。将城中居民百姓编为壮丁队、纠察队、担架队、输送队等，协助国民党军守城。王耀武到处视察阵地，督促部队备战，每天忙得不亦乐乎。（王耀武：《济南战役的回忆》，载《文史资料选辑》第18期）
蒋介石接到王耀武的电报，8月27日电令刘峙和王耀武：将83师空运济南，限两周内全部运到。指示“济南防务应尽量缩小防御圈，守备要点；控制强大的预备队，采取机动防御；注意夜间防御，勤加演练”。为了储备充足的粮食，蒋介石于8月10日派出4架飞机，满载即将作废的法币运往济南。命令王耀用这些钞票到济南郊区和解放区边缘农村抢购粮食。王耀武督促各部执行命令，派出部队和兵站人员持法币四处抢粮。济南周围百余里内村镇百姓的粮食几乎被抢购一空，而老百姓手里只拿到形同废纸的法币。国民党当局的倒行逆施激起百姓的极大愤怒，他们说：“蒋介石不打倒，我们百姓活不了！”
虽然增援有限，王耀武还是掌握着正规军3个师9个旅，非正规军5个旅，加上特种兵和保安团队共11万人，拥有300余门火炮、迫击炮，15辆日式轻型坦克。这些兵力守一个济南城，不能算少。
济南市区分为内城、外城和商埠三部分，构成基本防御地带。外围防区东起韩仓，西至长清，南至仲宫，北至齐河、泺口。王耀武将外围分为东、西两个守备区：73师师长曹振铎担任黄河铁桥至千佛山一线的东区防御，96军军长兼84师师长吴化文担任自泺口镇至马鞍山一线的西区防御，以19、57旅为预备队，以保安4旅守齐河，一个保安团守长清。具体配备是：以齐河、长清、仲宫、历城等县镇据点为警戒阵地，能守则守，不能守就退。以济南郊区制高点鹊山、白马山、茂岭山、燕翅山、四里山、千佛山、黄台山为重点防御地带，在日伪旧工事的基础上构筑碉堡，挖掘壕沟，布置铁丝网和鹿砦，形成160个支撑点，纵深近10公里的几道防御阵地。
在市区沿商埠和外城挖掘宽深各6米的壕沟，为第一阵地；外城墙为第二阵地；内城墙为最后一道防线。城墙上修筑了子母堡和众多火力点，形成交叉火力，易守难攻。
王耀武在9月中旬视察了泺口、机场、千佛山、燕翅山、茂岭山等多处工事，感到满意。他认为外围能坚守半个月，城区至少能坚守一个月。他对73师师长曹振铎说：“这样坚固的工事，共军想攻下一个据点，都是极不容易的事。我们如果再守不住，真是太无用了。”
曹振铎口气更大：“我在抗战时也没做过这样好的坚固工事，我们把工事做好了，就怕共军不敢来！”王耀武与蒋介石、刘峙达成默契，如果共军进攻济南，王耀武负责坚守，刘峙指挥邱清泉、黄伯韬、李弥3个兵团北上增援，以南北27万人的兵力夹击华东野战军，来一场决战。（南国防部报告：《济南会战》）
然而，就在王耀武高兴地等待援军到来时，刘峙却唯恐83师调走，徐州空虚，对他不利，以先运弹药、通信器材为借口，请求缓运83师。到9月12日，仅将83师的19旅运到济南。
9月10日以后，王耀武得到各地情报，说共军已向济南迫近，总兵力估计有20万。王耀武见援军迟迟不能运到，非常着急，9月15日亲自到南京向蒋介石告急。王耀武说：“共军大部已迫近济南，有即攻济南的可能。共军的战斗力确比过去增强得多了，以他们攻占潍县、兖州的情况来看，他们已经具有攻坚的力量和技术。如不增加一个师，济南是守不住的。请求将74师（孟良崮战役后重新组建）空运济南，固守济南才有把握。”
蒋介石答应王耀武的要求，调74师增援济南，同时指示王耀武：共军的战法是猛打猛冲，只要头几天稳得住，他们的攻势就会受到挫折。我军已经准备了强大的部队增援济南，如果共军一旦攻济，援军会迅速前进；待援军到达兖州时，济南方面要抽出两个师出击，以南北夹击打败共军。王耀武得了指示，稍觉定心，匆匆飞回济南。他回到济南的当天夜里，华野部队就在济南外围打响，拉开了济南战役的序幕。
6、 华野两大集团曲阜议定攻城计划
遵照毛泽东的指示，粟裕等华野指挥员于8月20日前往曲阜，与山东兵团谭震林、王建安、舒同和部分纵队首长会合，研究济南战役的作战方针。这是自1947年“七月分兵”以来，华野两大集团领导的重新会合。
会上传达了学习中央军委关于攻济打援作战的指示，分析研究了当前全国战局的特点和华东战场开掘，对济南战役的指导思想、兵团使用、组织指挥和后勤保障工作进行了充分的讨论，在此基础上制订了攻济打援的作战计划。
会议认为，济南城坚兵多，将是“一次严重作战”，但守军也有弱点可利用。国民党军内部，中央军与地方军，嫡系与非嫡系部队之间，矛盾重重。王耀武置中央军于东部，显然以东线为其防御重点。我军将主攻方面选择为西部，首先夺占机场，这将大大出乎王耀武意料之外，俟他明白过来为时已晚。西部守军整编第96军军长兼整编第84师师长吴化文已有弃暗投明的表示，继续争取有可能战场起义，这就可能使济南西部防御出现缺口。首先攻占机场，即断绝了守军唯一的空中补给，在心理及精神上将给守敌以严重打击。攻济作战要从最坏的情况考虑，从思想准备、兵力部署上，做好应变举措。此役以攻占济南为主要目的，并求歼援军一部或几部。在兵力使用上，要以足够的兵力攻城，以主力打援。打援与攻城两方面都要留有强大的预备队。
会议决定，以华东野战军总兵力的44%、约14万人组成攻城集团，攻城集团分东、西两个兵团，由东西两面钳形攻击；以总兵力的56%、约18万人组成阻援、打援集团，夹运河而阵，筑构多道阻击阵地，以便随时转用兵力。
攻城西兵团，由第3、第10纵队、鲁中南纵队4个师又4个团编成，由第10纵队司令员宋时轮、政治委员刘培善统一指挥。首先攻占和控制济南机场，并抓住一切有利战机攻占商埠，而后在东兵团协同下攻入城内；另指挥两广纵队与野战军警卫团围攻长清，冀鲁豫军区部队一部围攻齐河。
攻城东兵团，由第9、勃海纵队共5个师编成，由第9纵队司令员聂凤智、政治委员刘浩天统一指挥。首先肃清济南东郊防御地带据点，而后协同攻城西兵团攻城；另指挥渤海军区部队攻占泺口，控制黄河铁桥，而后向南突击。
以特种兵纵队炮兵第1团（欠1个营）、第3团（欠2个连）及山东兵团炮兵团组成2个炮兵群，分别配属攻城东、西兵团，支援攻城作战。
以第13纵队为攻城集团预备队，配置在济南东南的上港、西营之间地区，随时准备投入攻城作战。
阻援、打援集团采取“夹（运）河而阵”的部署：以第4、第8纵队及冀鲁豫军区独立第1、第3旅，位于金乡、城武（今成武）、巨野、嘉祥地区，构筑若干道防御阵地，形成多梯次、大纵深防御，坚决阻击可能由商丘、砀山地区北进援军；以鲁中南纵队4个团及第7纵队一部于官桥至滕县之间地区，构筑防御工事，节节阻击可能由徐州北上援军。以第1、第6、第7纵队主力、中野第11纵队及苏北兵团第2、第12纵队，另配属特种兵纵队炮兵第2团、第3团2个连，集结于济宁、兖州和滕县以东地区，待机歼击沿津浦路北上援军。
苏北兵团一部和军区地方部队在广大民众配合下，积极向当面出击，破坏津浦路、陇海路，配合主力作战。
根据中央军委指示，决定攻城集团由山东兵团司令员许世友、政治委员谭震林、副司令员王建安统一指挥，华东野战军“全军指挥，由粟裕担负”（《毛泽东军事文集》第5卷，第7页）。9月16日发起攻济作战，以15天至20天攻克济南。华东野战军前委于8月31日将作战计划上报中共中央军委审批。
9月2日亥时，中央军委复电同意华东野战军的作战计划和部署。
7、 许世友回忆攻克济南经过
许世友，河南新县人。1927年参加黄麻起义。在土地革命战争、抗日战争和解放战争中，他打了数不清的恶仗、硬仗、巧仗，九死一生，为党为人民立下了赫赫战功。解放战争攻打济南，作为华野山东兵团司令员的许世友被毛泽东亲点为攻城总指挥。
对于攻克济南的激烈经过，许世友作了如下回忆：
为了速克济南，我提出要采用“牛刀子战术”。这个口号好懂好记，实际上集中体现了我们攻济战役的指导方针。什么叫“牛刀子战术”呢？杀牛要杀要害。济南工事强固，纵深长，明碉暗堡遍布各处。在攻济战役中，我们要抓住敌人的要害部位，集中兵力、火力，杀开一条血路，钻进去打，像一把锋利的尖刀，直插敌人的心脏。第9纵队在下达作战任务时，把“助攻”改为“主攻”，要求所属部队发挥主动积极的战斗精神，全力以赴协同西兵团作战。这样我攻城集团东、西对攻，钳形合击，便能一举打乱敌人的部署，击破敌人的顽抗，把王耀武部10万余人全歼于济南。
1948年9月16日晚，正当农历中秋节前夜，一轮明月，把大地照得亮堂堂的。高大的济南城墙，在月光下更显得陡峭森严。24时整，攻城集团各纵队炮火齐鸣，杀声震天。攻克济南的战斗打响了。
总攻开始后，我攻城东、西兵团密切配合，从东、西两翼同时进击，像一把巨大的铁钳，把济南之敌紧紧钳住了。
西兵团在开进途中先期与敌遭遇，歼敌一部后直扑长清一线，威逼飞机场。这时，王耀武发现济南西郊大军云集，判断我主力在西，唯恐飞机场被攻占，斩断了济南内外联系的唯一通道，一面严令西守备区各部加强防守，一面连夜派总预备队第19旅和第57旅向机场西南古城驰援。
17日凌晨，我攻城东兵团第9纵队以迅雷不及掩耳之势，首战茂岭山、砚池山告捷，对加速战役进程起了重要作用。茂岭山、砚池山突兀而立，双峰对峙，共扼济南东郊门户。敌人极为重视这两座山头的防守，除了设置大量明碉暗堡以外，特地环绕茂岭山主峰开挖堑壕，以混凝土和石块砌成盖沟式的夹壁墙工事。据战俘供称，夹壁墙工事修成后，王耀武曾经组织部队从山下用大炮射弹3发，以验其坚。我9纵队第25师74团以主力2个营向该山突击，经2个小时激战，胜利攻占主峰。天明后，砚池山亦为第9纵队另一部攻克。
敌人以为至少能守半个月之久的茂岭山、砚池山阵地，仅经1夜战斗就被攻破的消息，震撼了敌人营垒，引起极大惊恐。这2座山头一失，敌人在东郊就无险可守了。济南守敌高级将领议论纷纷：“茂岭山、砚池山的阵地那样坚固，怎么一夜就丢掉了呢？”绥靖区少将参谋长罗幸理被俘后供称：“东面茂岭山、砚池山的陷落，是济南战局失利的关键。”两山失守后，王耀武恼羞成怒，亲自下令枪毙了不战而溃的一名少校营长。此时，王耀武又判断我攻城主力在东，急调西援立足未稳之第19旅和第57旅，投入东线作战。
我西兵团在攻占长清、藤槐树庄、琵琶山、双庙屯等地后，乘胜向腊山、党家庄一线跃进，一举突破玉符河防线。接着，以猛烈炮火封锁飞机场，炸坏飞机跑道。敌原计划紧急空运整编第74师抵济增援，仅运进该师第172团7个连，便被迫中断。满载第74师后续部队的运输机飞临机场上空，只见下面火光四起，烟雾冲天，赶忙掉转机头逃命。
王耀武得知东郊阵地大部丢失，西郊飞机场危在旦夕，心急如焚，一筹莫展。这时候，王耀武最着急的是搞不清解放军的主攻方向究竟在哪一边，只觉得时间不够用，兵力不够调。他把部队调到西边，东边打得凶；他把部队调到东边，西边又打得凶。敌人机动兵力无固定阵地，无喘息之机，左防右堵，疲于奔命，被打得完全摸不着头脑。被俘的敌军官哀叹：“我们好好的队伍，从东到西，又从西到东，只晃了这么几下，就晃完了。”
王耀武眼看插翅难飞，不得不缩回城内，一面匆忙调兵遣将，加强绥靖司令部的警卫；一面急电刘峙、蒋介石，再次请求准其放弃济南，率部突围。蒋介石仍电告王耀武，济南万不可失，严令其“将阵地缩短，坚守待援”。
坚守待援，仅仅是蒋介石、王耀武的黄粱美梦。在我攻城部队摧枯拉朽的打击之下，济南之敌“坚守”既不可能，“待援”亦望眼欲穿，等待他们的只能是全军覆没的下场。我攻城集团在外围战斗中，始终沿着各自的主要突击方向迅速攻击前进，而对敌人的一些孤立据点，如历城、千佛山、马鞍山等地，则分兵一部对付他们，或围而不打，或歼而不围。敌孤立无援，四面楚歌，待我们拿下济南后，他们有的乖乖地缴械投降，有的在逃窜时被歼灭。战场主动权完全为我们所掌握，根据战局的发展，为了不让城内敌人获得休整时间，我们决定不等商埠之敌完全肃清，22日当晚即以东、西两兵团钳形合击，会攻外城。