1948年10月19日夜，彤云密布，夜色朦胧。王耀武在东、西外围阵地均被突破，腹背受敌的情况下，张惶失措，拉着国民党中央执行委员、山东省党部主任委员庞镜塘，妄图混出北门，一走了之。但在我军重重围困之下，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。蒋介石严令其“将阵地缩短，坚守待援。”
然而，坚守待援，仅仅是蒋介石、王耀武之流的黄梁美梦。等待他们的只能是全军覆没的下场。
我东、西线集团在外围战斗中，始终沿着各自的主要突击方向攻击前进，而对于敌人的一些孤立据点，则分兵一部对付他们，或围而不打，或监而不围。敌孤立无援，四面楚歌，待我军拿下济南后，他们有的乖乖地缴械投降，有的在逃窜时被我军追歼。20日，天色微明，我西线集团全部占领商埠以西阵地。王耀武被迫将外围一部分兵力仓促收缩至城内，调整守城部署。在这种情况下，一定要连续突击，决不能让敌人有喘息之机。许世友命令西线集团当晚即向商埠实施进攻。为加强攻取商埠的突击力量，许世友决定将兵团总预备队第13纵主力投入西线集团作战。当天黄昏，西线集团的3纵、13纵和鲁中南纵队同时发起对商埠的攻击，前后仅花40分钟，即多路突破敌防卫阵地。商埠守敌凭借高大建筑物，构筑了各种明碉暗堡，在街道上交织成密集的火网。一股股敌人，在装甲车的引导下，恶狠狠地反扑过来。我各部指战员冒着枪林弹雨，与敌人展开了激烈的巷战，穿墙过街，分割包围，摧毁敢于顽抗的敌人。22日中午，商埠之敌大部被歼。
东线集团在扫清敌碉堡群后，在城外展开近迫作业。被围困于东郊王舍人庄之敌，在突围时被渤海纵队歼灭。
至此，我军已经连续激战6天6夜，伤亡消耗较大，部队也比较疲劳。王耀武估计我军至少需要几天时间，才能完成攻城准备。于是接连下令调整部署，加强城防工事，妄图负隅顽抗。为了不让城内敌人获得休整，我军决定不等商埠之敌完全肃清，当晚即以东、西线集团钳形合击，会攻外城。
攻击外城的战斗，于22日18时30分发起。配属攻城集团的特纵炮兵和我各部炮兵集中炮火，抵近射击，众炮猛轰，敌城防工事应声倾倒。我突击部队以大无畏的英雄气概，冲过毒烟弥漫的火海，杀上外城。特纵坦克部队派出4辆坦克，配合攻击外城。我军务部突人外城后，与守敌在街垒、巷道之间激烈拼杀。我军经过一天一夜的英勇战斗，外城守敌大部被歼。我各路突击部队刀锋所向，直逼内城。
蒋介石眼看着济南之危迫在眉睫，一面督令徐州各部迅速北进，一面派徐州“剿总”司令官刘峙和空军副总司令王叔铭飞临济南上空，为城内守敌打气，再次自欺欺人地对王耀武说：“援军进展很快，几天就可以到济南。你们必须坚守待援。”王耀武不甘心束手就歼，还想以内城这仅剩的一道防线，同我军作最后的较量。他将整补后的第15旅、19旅、57旅及其他残部，重新部署，督令加修巷战工事，与我军决一死战。
为了粉碎敌人的最后一点侥幸心理，乘胜迅速彻底歼灭济南守敌，谭震林、许世友要求各部队发扬勇敢战斗、不怕牺牲、不怕疲劳和连续作战的作风，一鼓作气，当晚直取内城。敌人连做梦也没有想到，我军的攻势来得这样快。正当他们东调西遣、混乱不堪之际，我军成百上千发炮弹，排山倒海似地落在了内城城垣上。直到此时，济南守敌一等再等，望眼欲穿的所谓援兵，又在何处呢？驻商邱、砀山的敌邱清泉兵团，察知迎面有华野强大的打援兵团严阵以待，侧翼有中原野战军集结牵制，胆战心怯，一步三顾，仅行至成武、曹县一带，离济南尚有数百公里之遥；而黄伯韬、李弥两个兵团，仍在所谓集结的幌子下，寸步未进。
内城是济南守敌的最后一道核心阵地，济南守敌妄图依赖坚固的城墙工事辅以复杂的地面防御设施，构成多层次的轻重火器组成的火网，作最后的顽抗。我攻城兵团决定以东线集团9纵对新东门至东南角段实施突击，渤海纵队自新东门以北实施攻击；西线集团第13纵攻打西南角坤顺门，第3纵进攻西门，第lo纵继续扫清外城残余之敌。其余各部积极配合攻城。
9月23日18时整，我军总攻内城的战斗打响了。我军的远射程炮正在摧毁着皇亭体育场、伪警察局以及伪省政府等处新发现的敌人炮兵群。各种直射炮和曲射炮，各自对自己的目标，准确地射击着。整个济南城，被笼罩在滚滚浓烟之中。突然，三颗信号弹腾空而起，我军的炮火延伸了，给突击部队留出一个空档来。9纵73团7连爆破组的战土们，像离弦的箭，在敌人交叉火力网下，迅速渡过护城河，炸毁了暗堡群，扫清了城下的障碍。接着，后续的爆破组在7连连长肖锡谦的指挥下，冲过水中的石桥，接近了墙根爆破点，一声巨响，城墙塌下了一块。就在剧烈的爆炸声中，梯子组过河，将300多斤重的云梯，竖在城墙上。云梯被敌人炸断，登城失利了。接着又连续两次突击，仍然没有成功，部队伤亡较大。时过午夜，经过几小时的攻击，我73团仍停留在原来的位置上。
这时聂司令员指示：在战术上要多动脑筋，迅速找出失利的原因，不能蛮干；同时要接受兄弟部队的教训，登上城后，要大胆楔人，插进纵深，迅速向两翼发展，巩固突破口。张幕韩团长放下话筒，立即和胡明副政委、政治处王济生主任到了3营，与炮营营长、3营营长和7连干部一起分析几次失利的原因。大家认为，主要原因是我军的炮火轰击时间与架桥登城的时间配合不当。当我军的炮火一响，敌人都藏起来了。我军的炮火一延伸，我步兵架梯登城的时候，敌人又钻出来了。于是张慕韩当即决定，不等炮火延伸就运动，就在我炮火轰击的同时，架梯登城。
凌晨1点30分，第四次突击开始了。这次的炮火更加集中、猛烈。全纵队舶炮兵都支援着这个方向，炮弹以排山倒海之势，倾泻在城头。我英勇的3营激战3个小时，牢固地屹立在城头上，巩固并扩大了突破口，打开了整个战斗胜利的通道。张慕韩和指挥所的同志们，紧随3营登上城头，立即组织部队下城。1、2营越过城头分路向西北方向插去，与敌人展开巷战。敌人的抵抗越来越微弱，战斗顺利地向纵深发展。在西线，13纵37师109团发扬一往无前的战斗精神，先后有2个营攻上城头。24日拂晓，9连3排首以无一伤亡的飞速动作架上两架梯子，紧接着7连3排长吴庆先在连干部全部伤亡的紧急关头，挺身而出指挥全连跳下水壕，冲到对岸，但这时梯子被敌炮火炸毁，2班长林桂泉立即从城墙倾塌处爬上去，登上城头，紧跟着7连登城的9连，3连，先后疾速跳进城内，向东北方向打过去。于是，王耀武的内城防御线继在城东南裂开第一个缺口后，又在西南角裂开了第二个缺口。
随着我军在城头上力量的逐渐增强，王耀武慌忙调集北侧的整77旅231团全部，南侧的整57旅全部，自己亲自指挥，从东、南、北三面封锁我军登城、下城道路，与我登城部队在狭窄城头地区，进行空前激烈的拉锯式争夺战。面对着南侧敌57旅全部兵力的疯狂反扑，109团的战士们表现得十分顽强。济南内城西南的突破口上这场惊天动地的恶战，从拂晓一直延续到傍晚，109团的勇土们就像一个巨人，向城头两侧伸出粗壮的双臂，紧紧捏着王耀武1个旅又1个团的精锐兵力，有力地策应了兄弟部队的攻击。
这时，跳进城内向东北打去的109团3连和9连，还不知道后续部队下城道路已被封锁，这两支大胆深入敌人心脏的队伍，密切协同交替前进。在攻占第5座房子时，刚解放的战士王文升表现勇猛，当即被指定代理4班长，他边打边喊话，俘敌70余人。随后他们在占领的第10几座房屋处，遇到敌人一个多连的反扑，9连3排立即绕到敌人背后，切断敌人的运动道路，协同正面迎击的3连，把敌人夹中间打。就在这时，3连吕连长回望突破口，只见城头上手榴弹对打着，洋镐、铁锨、砖块和子弹箱飞舞着，而这时他们两个连也正处于四面包围之中。吕连长和9连刘指导员研究后，决定由9连警戒，3连打回去。当城墙上的敌人正在疯狂反扑时，3连吕连长一个命令，几排手榴弹连续地炸在敌人的屁股上，有力地策应南面登城与北面攻击的友邻部队，牢固地控制了突破口。
其余各纵都在自己的进攻正面，英勇顽强，反复突击，给敌以大量杀伤。然而，始终未能打开突破口。
